模拟炼油原料对炼油冶金学的腐蚀效应的方法技术

用于评估炼油原料对一种或多种炼油工艺的冶金学的腐蚀效应的方法，所述方法包括：（ｉ）提供多个炼油原料和／或一个或多个炼油原料的多个级分，（ｉｉ）提供阵列，该阵列含有多个代表了存在于炼油厂中的冶金学的金属样品，（ｉｉｉ）将多个金属样品中的每一个与一个或多个所述炼油原料或级分在非静态条件下接触，和（ｉｖ）测定所述原料和／或级分对金属样品的腐蚀效应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及采用高处理能力(throughput)的试验来评估炼油原料对炼油工艺的影响的方法。腐蚀是炼油厂中的主要操作问题，牵涉到有效性和安全性，并且在一些情况中限制了可处理的原油量。炼油腐蚀可能由原油(crude)本身引起，或者可能由其特定级分引起，并且有高度原料依耐性和掺合依耐性。评估原料腐蚀效应的现有方法是缓慢的且不总是可靠的。本专利技术使得高度掺合得到比已知方法更有效的研究，且与已知方法比较，以更加及时的方式提供了更多信息。从该方法获得的结果使得关于如何处理特定原油的决定得以做出，因为掺合结构可以在处理之前被研究，而现有方法需要从以前知识来推断。组合或者高处理能力化学已经彻底变革了药物发现方法。参见例如29Acc.Chem.Res.1-170(1996)；97Chem.Rev.349-509(1997)；SBorman，Chem.Eng.News43-62(Feb.24，1997)；A.M.Thayer，Chem.E-ng.News57-64(Feb.12，1996)；N.Terret，1Drug Discovery Today402(1996))。近些年来，已经开发了一些高处理能力试验技术来使得合成与针对有用性能对催化材料和其它材料进行测试的能力得到显著增长。通常，这些技术集中于装置和方法学的开发，包括愈发利用机器人和计算机来设计试验并使得催化剂和材料制备与测试自动化，允许在相对小规模样品上获得快速和可再现的试验结果。例如，对于很多种材料和材料性能(例如US5776359中所述)和所关注的化学反应(例如US5959297、US6063633和US6306658中所述)，在开发制备和测试装置方面进行了大量努力。此外，高处理能力技术已经应用于很多不同的分析技术，包括分离技术，例如色谱法(如US6866786中所述)。而且，元件成本也被用作库或阵列设计中的因素(例如US6421612中所述)。高处理能力技术通常集中于为现有方法发现新催化剂和材料，但是Barbour等人，SCIENCE，283，1999年1月8日描述了通过在薄铜膜中产生不同条件的栅格来测试腐蚀的技术。板材上氧化铜涂层的厚度在一个维度上增加，而缺陷数目在另一维度上增加。随后箔片被暴露于掺有硫化氢的空气以研究所致腐蚀。然而，这样的体系仅提供有限的信息，并且不能够准确预测动力学流动条件(例如在炼油厂中经历的那些)的效应。我们现在开发了高处理能力的方法化，其可用于评估炼油原料对炼油工艺冶金学的腐蚀效应。由此，根据本专利技术，提供了用于评估炼油原料对一种或多种炼油工艺的冶金学的腐蚀效应的方法，所述方法包括(i)提供多个炼油原料和/或一个或多个炼油原料的多个级分，(ii)提供阵列，该阵列含有多个代表了存在于炼油厂中的冶金学的金属样品，(iii)将多个金属样品中的每一个与一个或多个所述炼油原料或级分在非静态条件下接触，和(iv)测定所述原料和/或级分对金属样品的腐蚀效应。可以采用任何合适的炼油原料，包括原油、合成原油、生物组分、中间体物流例如渣油、瓦斯油、减压瓦斯油、石脑油或裂化原料，和一种或多种所述组分的掺合物，例如一种或多种原油的掺合物或者一种或多种原油与一种或多种合成原油的掺合物。在典型炼油厂，许多不同的炼油原料得以处理，例如许多不同的原油。炼油原料通常也是可获得的原料的掺合物，因此很难预测原料对整体炼油工艺的效应。因为现有方法缓慢且昂贵，因此研究所有掺合物的所有级分的腐蚀性并不可行。典型地，在以前的操作经验基础上做出了许多假设，但是这些假设通常只能提供定性预测。本专利技术提供了炼油原料对一种或多种炼油工艺的冶金学的效应的评估方法，该方法使得采用炼油原料的潜在工艺问题在其采用之前，甚至在其购买之前得到评估。本专利技术也能够帮助选择原料应该在该处被处理的最合适的炼油厂，其中有一个以上的选择。不同于以前的测试方法，本专利技术采用高处理能力技术，使得可以采用多个原料和/或级分进行试验，所述原料和/或级分通常为所有相关的原料和/或级分，其每一个均可相对于选定的金属样品进行测试。实际上，原料和/或级分阵列可相对于金属样品阵列进行测试，以提供大量数据，该数据可经操作以提供腐蚀“图”。整体工作流程的处理量是重要的，在步骤(a)中提供炼油原料和/或级分的速率优选为至少50/周，例如至少250/周，尤其至少2000/周，步骤(d)的腐蚀效应测定速率优选为至少250/周，例如至少1250/周，尤其至少10000/周。可通过本专利技术方法评估的“腐蚀效应”包括由硫化物种类例如硫化氢、硫醇和有机硫化物(通常称为“反应性硫化合物”)引起的腐蚀，由有机羧酸例如烷基链羧酸、环烷基(1-5环)羧酸、芳族羧酸(通常称为“环烷酸”)引起的腐蚀，和由无机酸例如氢氯化物(通常谓之“矿物酸”)引起的腐蚀。在任何时候，基于硫化物型(反应性)硫、环烷酸、和矿物酸的存在与种类，炼油原料中的以上三种腐蚀机制(硫化物、环烷、矿物酸)都处于竞争方式。这些机制可能协同工作从而产生减少的腐蚀(相比于每一组份的效应)或者对抗性工作从而产生增加的腐蚀。例如当硫化物型(反应性)硫以低水平至中等水平存在时，在金属表面上形成降低环烷酸腐蚀速率的钝化层(硫化铁，FeS)。由此，炼油者经常处理具有高硫原油的环烷酸原油以减少腐蚀风险并增加较低成本的可处理的酸原油部分。然而，在高硫化物型硫水平时，则硫化物型硫增加了环烷酸腐蚀速率。此外这种关系被流速和温度复杂化。因此常规模型不能对其预测。现有的腐蚀测定方法，以周/测试来测量，不能产生基于速度、温度、硫化物型硫和环烷酸来制订腐蚀关系所需的条件矩阵。由此，炼油者必须保守并且处理较低水平的酸原油。高处理能力技术的应用使得炼油者能够在宽泛的条件范围下测量掺合物，以真实地绘制出腐蚀速率表面并且获取协同利益并且改善低成本原油处理，增加了炼油厂容限。多个代表了存在于炼油厂中的冶金学的金属样品适宜地代表了在炼油厂中的可能存在于倾向于或者可能倾向于腐蚀的炼油工艺的冶金学。典型的冶金学包括碳钢(CS)、铬钢(例如5Cr、9Cr)、不锈钢(例如410、316(含有少于2.5％的Mo)、317、321、825)。典型地，倾向于或者可能倾向于腐蚀的炼油厂中的炼油工艺是这样的工艺其中出现炼油原料的加热，其中流体以高速或高剪切穿行和/或其中可能存在高浓度的腐蚀材料，例如在原油蒸馏塔(CDU)、再沸器、换热器和炉管道、真空塔、塔顶冷凝体系、转移管路、焦化单元的加热器、氢化处理工艺和加氢裂化工艺中。典型地，多个金属样品将包括至少5个金属样品，例如至少10个金属样品，例如至少20个金属样品。本专利技术的方法可采用金属样品的微构造阵列来实施。金属样品可以是特定单个炼油厂中存在的冶金学或者在两个或多个炼油厂中存在的许多不同冶金学的代表。代表其它冶金学的金属样品也可存在，但是通常存在的大部分金属是一个或多个炼油厂中已经存在的冶金学的代表。在一个实施方案中，多个金属样品可以是选来覆盖炼油厂中存在的金属样品谱的多个不同金属样品，使得许多金属样品可得以平行评估。备选地，该多个金属样品可以全部都是一种类型的金属样品或者仅为少许不同金属样品，例如仅2-3种不同金属样品，且本专利技术的方法可(主要地)用来评估工艺条件和/或典型原本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于评估炼油原料对一种或多种炼油工艺的冶金学的腐蚀效应的方法，所述方法包括：　　　　（ｉ）提供多个炼油原料和／或一个或多个炼油原料的多个级分，　　　　（ｉｉ）提供阵列，该阵列含有多个代表了存在于炼油厂中的冶金学的金属样品，　　　　（ｉｉｉ）将多个金属样品中的每一个与一个或多个所述炼油原料或级分在非静态条件下接触，和　　　　（ｉｖ）测定所述原料和／或级分对金属样品的腐蚀效应。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：G巴特勒，JW考弗斯，P格里诺，NJ古德，MG霍德格斯，
申请(专利权)人：英国石油国际有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]