气体输运复合物屏障制造技术

本发明专利技术公开了一种使来自构造化渗透性控制基层结构的蒸气传输最小化的方法(10)，所述方法可包括在所述构造化渗透性控制基层结构内形成(12)异质水合基质，所述构造化渗透性控制基层结构包括限定基本密闭空间的渗透性控制蓄积池。所述异质水合基质包括颗粒固相和连续液相，所述连续液相可由具有一定渗透速率的蒸气渗透。通过操纵(16)所述构造化渗透性控制基层结构的操作参数来操作(14)所述构造化渗透性控制基层结构以控制所述渗透速率。另外，所述蒸气在操作期间可被充分阻碍以将所述蒸气容纳在所述构造化渗透性控制基层结构内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气体输运复合物屏障
技术介绍
含烃材料的加工可通常涉及加热原料材料以移除和/或制备烃。可使用各种各样的工艺，然而大多数工艺本身具有特定挑战，该挑战限制生产率和/或大规模使用。含烃材料(诸如焦油砂和油页岩)已使用地上处理和原位处理两者进行了加工。其他含烃材料(诸如煤)已使用广泛的技术(诸如煤气化和煤液化)进行了加工。具体地讲，焦油砂和油页岩加工技术的最新发展不断改善生产效率并且减小环境影响。然而，除了别的以外，就加工稳定性、环境影响和产率而言，各种挑战仍然存在。
技术实现思路
用于加工含烃材料的系统可包括构造化蓄积池，该构造化蓄积池被设计为在加工期间保留流体。一些蓄积池可由渗透性控制屏障形成，该渗透性控制屏障包括颗粒材料的基质。在加工含烃材料期间蒸气和液体穿过渗透性控制蓄积池的传输可不利地影响周围环境并且导致有价值产物的损失。因此，使来自构造化渗透性控制基层结构的蒸气传输最小化的方法可包括在构造化渗透性控制基层结构内形成异质水合基质。构造化渗透性控制基层结构包括限定基本密闭空间的渗透性控制蓄积池。异质水合基质由固相和基本上连续的液相形成，所述液相可通过在给定操作条件下具有一定渗透速率的蒸气经由扩散而渗透。可对构造化渗透性控制基层结构进行操作以回收烃。在操作期间，可通过操纵构造化渗透性控制基层结构的操作参数来控制渗透速率，使得蒸气在操作期间被充分阻碍以将蒸气容纳在构造化渗透性控制基层结构内。另外，构造化渗透性控制基层结构可包括限定基本密闭空间的渗透性控制蓄积池。具体地讲，蓄积池可包括异质水合基质，该异质水合基质可由具有一定渗透速率的蒸气渗透，该渗透速率取决于蒸气和基质特性。密闭空间内的粉碎含烃材料形成含烃材料的可渗透主体。在操作期间，异质水合基质充分阻碍蒸气以将蒸气容纳在构造化渗透性控制基层结构内。因此，已对本专利技术的更重要的特征进行了广义的概述，以更好地理解接下来的本专利技术的具体实施方式，并且更好地认识本专利技术对本领域的贡献。通过本专利技术的以下具体实施方式结合附图和权利要求，本专利技术的其他特征将变得更清晰，或者可通过本专利技术的实践了解到。附图说明图1为根据本专利技术的一个实施例的方法的流程图。图2为根据本专利技术的一个实施例的渗透性控制蓄积池的侧剖面图。图3A和图3B分别为根据本专利技术的一个实施例的多个渗透性控制蓄积池的俯视图和平面图。图4为根据本专利技术的一个实施例的构造化渗透性控制基层结构的一部分的横截面和蒸气渗透的扩展视图。应该指出的是，附图仅是本专利技术的若干实施例的示例，并且由此无意限制本专利技术的范围。另外，附图通常不按比例绘制，而是为了方便并清晰地示出本专利技术的各方面的目的而草拟的。具体实施方式虽然这些示例性实施例足够详细地描述以使本领域的技术人员能够实践本专利技术，但是应当理解，也可以实现其他实施例并且在不脱离本专利技术的精神和范围的前提下可对本专利技术作出各种改变。因此，如权利要求书所要求的，本专利技术的实施例的以下更详细的描述并不旨在限制本专利技术的范围，而是仅仅为了说明而非限制的目的而呈现以描述本专利技术的特征和特性，阐述本专利技术的最佳操作模式，并且充分地使本领域的技术人员能够实践本专利技术。因此，本专利技术的范围仅由所附的权利要求书来限定。定义在描述和要求保护本专利技术时，将使用下面的术语。除非上下文另外明确规定，否则单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数参考。因此，例如，提及“壁”包括提及一个或更多个此类结构，“可渗透主体”包括提及一种或更多种此类材料，并且“加热步骤”是指一个或更多个此类步骤。如本文所用，“构造化基层结构”和“构造化渗透性控制基层结构”是指基本上完全人造的结构，与通过对现有的地层改性或填孔形成的冻结壁、硫壁或其他屏障相反。构造化渗透性控制基层结构可通常基本上不含原状地层，但该基层结构可与原状地层邻近或直接接触而形成。该基层结构可通常使用压实土制材料或压实颗粒材料而形成。因此，除下层土地基之外，基层结构壁通常不具有独立结构完整性。如本文所用，“土制材料”是指仅用机械改性从土地回收的天然材料，诸如但不限于膨胀性粘土(例如，膨润土、蒙脱石、高岭石、伊利石、绿泥石、蛭石等)、砾石、岩石、压实填充物、泥土等。例如，砾石可与水泥结合以形成混凝土。通常，粘土改良泥土可与水结合以形成充当流体屏障的水合层。然而，废油页岩也可用于形成在基层结构壁中使用的土制材料的至少一部分。如本文所用，“含烃材料”是指含烃的材料，可从该材料中提取或衍生烃产物。例如，烃可作为液体直接提取，经由溶剂提取、直接蒸发或以其他方式从材料中释放而移除。然而，许多含烃材料包含烃、油母岩和/或沥青，其通过加热和热解转变为包括油和气体产物的较高质量烃类产物。含烃材料可包括但不限于油页岩、焦油砂、煤、褐煤、沥青、泥煤、生物质和其他富含有机物岩石。如本文所用，“蓄积池”是指旨在保持或保留流体和/或固体可移动材料积聚的结构。蓄积池通常通过土地获得至少大部分基础和结构支撑。因此，除本专利技术的控制壁形成时抵靠的土地和/或天然地层之外，该控制壁并非总是具有独立的强度或结构完整性。另外，蓄积池通常使用土制材料以及形成为压实土制材料的护台的壁的至少一部分。如本文所用，“可渗透主体”是指粉碎含烃材料的质块，该粉碎含烃材料具有相对较高的渗透性，该渗透性超过相同组成的固体原状地层的渗透性。适用于本专利技术中的可渗透主体可具有大于约10％的空隙空间，并且通常具有约20％至40％的空隙空间，但其他范围也可为合适的。允许高渗透性有利于以对流作为主要传热机制对该主体进行加热，同时也显著降低与压碎成非常小的尺寸(例如低于约2.5至约1cm)相关的成本。特定目标空隙空间可根据特定含烃材料而变化。如本文所用，“异质水合基质”是指具有吸收或分散于其中的流体的固体颗粒，其中流体包括水。如本文所用，“开采”是指将材料从初始的地层或地理位置移到或扰动到第二和不同位置。通常，可通过碎石化、粉碎、压裂、移位或以其他方式从天然地层移出材料来生产开采材料。如本文所用，“基本上静止”是指材料的几乎静止的定位，其对于烃从含烃材料移除时的沉降和/或沉淀具有容许度。相比之下，例如流化床或旋转蒸馏罐中发现的含烃材料的任何循环和/或流动涉及含烃材料的大量移动和处理。如本文所用，“约”是指基于对已识别的特定性能常见的实验误差的偏差度。如果提供范围，术语“约”将取决于具体语境和特定性能并且可易于被本领域的技术人员辨别。术语“约”并非旨在扩展或限制等效度，等效度可以另外被赋予特定值。另外，除非另外指明，否则术语“约”应明确地包括与下文有关范围和数值数据的论述一致的“精确地”。如本文所用，“邻近”是指两个结构或元件接近。具体地讲，被识别为“邻近”的元件可邻接或连接。此类元件还可以彼此靠近或接近，而不一定彼此接触。在一些情况下，接近的精确度可以取决于具体情况。本文可能以范围格式表示浓度、尺寸、数量和其他数值数据。应当理解，此类范围格式的使用仅仅出于方便和简洁目的，并且应灵活解读为不仅包括明确引用为范围限值的数值，还包括涵盖在该范围内的所有单个数值或子范围，如同明确引用每个数值和子范围。例如，约1至约200的范围应解读为不仅包括明确引用的限值1和约200，还包括诸如2、3、4的单个大小，以及诸如10至50、20至100的子范围等。如本文所用，为方便起见，多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使来自构造化渗透性控制基层结构的蒸气传输最小化的方法，所述方法包括：在所述构造化渗透性控制基层结构的壁内形成异质水合基质，所述构造化渗透性控制基层结构包括限定基本密闭空间的渗透性控制蓄积池，所述异质水合基质具有颗粒固相和连续液相，所述连续液相可由具有一定渗透速率的蒸气渗透；操作所述构造化渗透性控制基层结构；以及通过操纵所述构造化渗透性控制基层结构的操作参数来控制所述渗透速率；其中所述蒸气在操作期间被充分阻碍以将所述蒸气容纳在所述构造化渗透性控制基层结构内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.26 US 61/870,0891.一种使来自构造化渗透性控制基层结构的蒸气传输最小化的方法，所述方法包括：在所述构造化渗透性控制基层结构的壁内形成异质水合基质，所述构造化渗透性控制基层结构包括限定密闭空间的渗透性控制蓄积池，所述异质水合基质具有颗粒固相和连续液相，所述连续液相可由具有一定渗透速率的蒸气渗透；操作所述构造化渗透性控制基层结构；以及通过操纵所述构造化渗透性控制基层结构的操作参数来控制所述渗透速率；其中所述蒸气在操作期间被充分阻碍以将所述蒸气容纳在所述构造化渗透性控制基层结构内，并且其中所述构造化渗透性控制基层结构进一步包括烃流体出口以移除烃产物。2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括通过水合土制材料来形成所述异质水合基质，所述土制材料选自膨胀性粘土、耐火水泥、粘土改良泥土、压实土、低质页岩，或它们的组合。3.根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括将所述土制材料粉碎到一定尺寸，当水合时所述尺寸阻碍所述渗透速率。4.根据权利要求1所述的方法，其中控制包括维持所述连续液相和所述异质水合基质的水合。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述异质水合基质包括添加剂，所述添加剂阻碍所述渗透速率。6.根据权利要求1所述的方法，其中控制包括在操作期间维持所述异质水合基质内的目标pH、所述异质水合基质内的液体的目标表面张力、所述异质水合基质内的目标温度、所述渗透性控制蓄积池内的目标温度、所述渗透性控制蓄积池内的目标压力中的至少一者，以及所述异质水合基质的饱和水力传导率。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述饱和水力传导率小于10-6cm/s。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述控制基层结构至少部分地包括选自粘土、水泥、粘土改良泥土、压实土、低质页岩，和它们的组合的压实土制材料。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述压实土制材料是膨胀性粘土。10.根据权利要求8所述的方法，其中所述压实土制材料是耐火水泥。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述构造化渗透性控制基层结构包括膨胀性粘土。12.根据权利要求1所述的方法，其中所述基层结构具有在结构上由下层土地支撑的底部。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述基层结构为独立式的，具有护台作为侧壁。14.根据权利要求1所述的方法，其中所述渗透性控制蓄积池包含粉碎含烃材料，所述粉碎含烃材料包括油页岩、焦油砂、煤、沥青、生物质或它们的组合...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·W·帕滕，J·W·邦杰，D·西利，
申请(专利权)人：红叶资源公司，
类型：发明
国别省市：美国;US