一种当原油及其馏分在生物化学生产期间用作原料时用于从原油及其馏分中提取表面活性生物化学产品的破乳方法利用次临界/超临界CO2作为质子泵。所述方法还包括pH调节步骤，由此诱导生物化学产品破乳和析出至水相中，但是通过在先添加来自原油或者生物资源的树脂溶剂避免沥青质析出。然后经由温度变化或者一些其它技术从水相中提取生物化学产品。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于原油破乳的方法。更具体地，本专利技术涉及用于从原油及其馏分中提取生物化学品的破乳方法，同时避免析出不希望的原油组分。
技术介绍
原油及其馏分用作生产有价值化学品的原料。在将来，各种高附加值生物化学品也可在水的存在下由原油及其馏分的生物加工来商业生产。油田中的原油经常与水形成乳液。乳液是通常不可混溶的两种或更多种液体的混合物，其中一相不连续地分散在其它连续相中。存在数种类型的油/水乳液，包括油包水(w/o)乳液[水是分散相，油是连续相]和水包油(o/w)乳液[油是分散相，水是连续相]，以及更复杂的乳液如水包油包水(w/o/w)乳液和油包水包油(o/w/o)乳液。通常，在油田中产生的乳液是w/o乳液。在这些乳液中，存在一些对其粘度作出贡献的表面活性分子。此外，由于来自油相的许多类型的界面活性组分(基团，COOH等)的存在，通常在原油/水界面处形成耐受膜(resistantfilm)，所述界面活性组分具有与存在于水中的离子(H+、OH-、Cl-等)相互作用的电荷。在原油及其馏分中的乳液可由固有组分形成。在原油中存在或者形成或者产生的高价值生物化学品具有多种应用，包括癌症药物应用、钻井液、整容手术，和从饮用水除去重金属。然而，由于这些在地层中产生的固有生物化学品(如原油及其馏分)是高度表面活性化合物，所以它们通常在油-水体系中形成非常难以破坏(即，破乳)的顽强的乳液。因此，难以从所述混合物中提取生物化学品。在许多这些情况中，由于体系的高粘度和表面活性剂的强两亲性质，常规提取(破乳)方法是无效的。此外，尽管存在一些用于原油破乳的方法，但是这些方法通常导致析出沥青质(asphaltene)—油中的一种类型的表面活性大分子—其可导致设备故障。具体地，沥青质的析出可导致沥青质在管道和泵中的沉积，其可导致减径的、堵塞的管道和受损的泵。因此，希望避免沥青质析出。因此，需要破乳方法，其不但有效地提取高价值生物化学品，而且还避免析出沥青质。
技术实现思路
本专利技术涉及用于提取原油及其馏分的表面活性生物化学产品(例如，鼠李糖脂)的方法(当它们由原油及其馏分中的生物化学反应产生时)。更具体地，本专利技术涉及破乳方法，其利用次临界/超临界CO2作为质子泵并调节pH，而且避免沥青质析出。在本专利技术中，将次临界至超临界CO2引入原油乳液(例如，水包油、油包水、水包油包水(water-in-oil-in-water)，或者油包水包油(oil-in-water-in-oil)乳液)中，使得它扩散进入油-水相界并最终轻易进入和遍及所述水相，由此取决于体系的温度和压力诱发pH大降。然后，注入的CO2在所述水相中通过与遍及水相(包括乳液膜边界)的水分子相互作用而形成碳酸。在体系的乳液界面处pH的降低导致在乳液界面处在表面活性分子(例如，沥青质、树脂酸、环烷酸，和鼠李糖脂)和水之间电荷分布平衡的变化，从而导致分子的表面活性的惰性化。这种惰性化导致所述乳液的界面皮肤的弱化，因为表面活性组分损失了对于水分子的亲和性。然后将原油温和地搅动或者混合，其导致乳液的聚结(coalescence)。一旦所述乳液已经聚结，它们的尺寸到达重力分离油和水(含水)馏份的临界点。在这种情况中，鼠李糖脂分子迁移至水相，同时在含水体系中保持加压CO2的存在，其充当质子泵。一旦油相和水相经由聚结得到分离，鼠李糖脂可经由温度变化或者水的蒸发从水相中收集。通过保持混合物中的芳族树脂与沥青质的比率在高于临界水平的水平，在这种方法中避免了沥青质析出，所述保持混合物中的芳族树脂与沥青质的比率在高于临界水平的水平可通过以下方法完成：在破乳工艺之前或者之中将油树脂补充物(作为沥青质大分子的溶剂化剂)引入原油乳液中。附图说明本专利技术和它的许多特征的更彻底的理解将通过参考以下详细描述和附图获得。重要的是要注意，所述附图仅示出本专利技术的数个实施方案并因此不应视为限制本专利技术范围。图1是概述了从原油乳液中提取鼠李糖脂的方法的示图；图2是沥青质大分子、在不存在树脂的情况下的沥青质聚集物，和在存在树脂的情况下的沥青质聚集物的示意图；图3是乳液液滴界面的代表图；和图4是在乳液液滴中俘获的鼠李糖脂的代表图。具体实施方式本专利技术涉及在原油乳液从生物化学生产产生之后从原油乳液中提取表面活性生物化学产品(例如，鼠李糖脂)的方法。A.乳液从方法和产品质量的角度来看，水和原油以乳液的形式的共存是高度不希望的。油的一些组分发挥天然和固有表面活性剂的作用，同时在原油/水界面处的耐受膜也通常由于存在于油相中的分子和大分子的许多类型的界面活性组分的存在而形成。由于它们对水和油二者的部分亲和性(两亲性质)，沥青质和树脂(芳族树脂)在w/o或者o/w界面处发挥表面活性剂作用。如从原油及其提取物的界面张力(膜/皮肤/薄层的)对pH研究所观察，已知在界面处的界面活性源于在沥青质、树脂和环烷酸中主要的羧酸(-COOH)物种的存在。树脂是比沥青质轻的大分子，以及它们表现为类似于连接有表面活性基团的常规芳族化合物的溶剂化剂。它们与水相互作用以产生w/o界面的动力学是基于存在于这些大分子中的其它极性组分的存在。通常，与较高分子量树脂相比，较低分子量树脂往往更具有表面活性(即，也更快到达并覆盖新鲜的w/o界面)，这是因为与它们的较长链同系物相比，它们呈现更强的酸强度。羧酸(RCOOH)的界面活性是pH依赖性的，因为它们是弱酸并且它们的解离取决于局部pH。通常，最轻的有机极性分子在中性pH相对更容易溶解在水中并对乳液形成具有最小贡献，而最重的分子主要是油溶性的并且它们的疏水的部分保持溶解在有机相中，同时它们的极性组分在恰当的pH范围之间在w/o界面处与水分子相互作用。在鼠李糖脂分子的生产完成之后，它也在油和水之间的界面处与沥青质和树脂大分子一起参与乳液形成。从这种乳液中提取鼠李糖脂需要将这些分子的表面活性性质惰性化，这些分子作为油相和水相之间的桥梁相互作用。水的来源可来自于补充反应介质以及原油或者原油馏分对应物，以接收营养物和排放代谢物。此外，在许多情况中，水和原油混合物的混合或者搅动可形成稳定的油包水乳液，其中水可保持在分散相中(o/w)。公知的是，水在原油乳液中的稳定性主要取决于在相界处包封水滴的刚性保护膜。如前面所述，所述沥青质和树脂(作为天然表面活性剂)存在于原油的这种界面膜处。树脂增加沥青质在原油中的分散并因此将沥青质自身之间的聚集/絮凝最小化。此外，随着树脂–沥青质比率减少，所述乳液变得更牢固和更难以破坏，因为在所述乳液的界面皮肤上增加数目的沥青质大分子的存在给予所述乳液增加的刚性。应理解的是，较低分子量的树脂允许在界面处的界面弛豫更有柔性，而较高分子量的沥青质导致难以破坏的更牢固乳液的形成。原生有机酸的存在也可促成增强的乳液稳定性。这些存在于原油中的有机酸在许多情况中主要具有环烷酸类型，RCOOH，其由原油生物降解产生。较重的化合物如沥青质和树脂也可具有连接至它们的结构的COOH和其它极性基团。所有这些具有连接至它们的大分子结构的两亲物的化合物可促成乳液和包含鼠李糖脂的乳液的形成和稳定性。环烷酸也为乳液在它们的界面处的稳定性赋予有利条件。在原油的油水界面处这些酸性基团的惰性化对乳液稳本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于原油及其馏分破乳和提取生物化学品而不析出其它表面活性分子的方法，所述其它表面活性分子是所述原油的一部分，所述方法包括以下步骤：将原油乳液与次临界至超临界二氧化碳混合，所述乳液含有表面活性分子，所述表面活性分子包括芳族树脂、沥青质和所述生物化学品；将混合物保持在一定条件下，所述条件导致所述乳液的水相的pH减少至第一pH值，所述第一pH值导致所述乳液的界面张力弱化；和保持芳族树脂与沥青质的比率大于预定值，使得所述沥青质通过所述芳族树脂悬浮/溶剂化，并防止沥青质析出，同时所述生物化学品析出或者转移至所述水相并从所述水相中提取出。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.05 US 14/269,6671.用于原油及其馏分破乳和提取生物化学品而不析出其它表面活性分子的方法，所述其它表面活性分子是所述原油的一部分，所述方法包括以下步骤：将原油乳液与次临界至超临界二氧化碳混合，所述乳液含有表面活性分子，所述表面活性分子包括芳族树脂、沥青质和所述生物化学品；将混合物保持在一定条件下，所述条件导致所述乳液的水相的pH减少至第一pH值，所述第一pH值导致所述乳液的界面张力弱化；和保持芳族树脂与沥青质的比率大于预定值，使得所述沥青质通过所述芳族树脂悬浮/溶剂化，并防止沥青质析出，同时所述生物化学品析出或者转移至所述水相并从所述水相中提取出。2.权利要求1的方法，其中所述原油乳液包括选自以下的乳液：水包油乳液；油包水乳液；水包油包水乳液；和油包水包油乳液。3.权利要求1的方法，其中所述生物化学品包含鼠李糖脂。4.权利要求1的方法，其中所述表面活性分子包括连接有羧酸基团的分子。5.权利要求4的方法，其中所述表面活性分子包括环烷酸。6.权利要求4的方法，其中所述第一pH值低于所述芳族树脂和沥青质的羧酸基团的pHIEP和酸解离常数。7.权利要求1的方法，其还包括以下步骤：允许原油乳液和次临界至超临界二氧化碳的混合物稳定，使得所述次临界至超临界二氧化碳穿过原油乳液的油相扩散至乳液相界并随后进入原油乳液的水相。8.权利要求1的方法，其还包括以下步骤：当所述芳族树脂与沥青质的比率低于所述预定值时，在添加所述次临界至超临界二氧化碳之前，将来自提炼产物的树脂补充物引入所述乳液中。9.权利要求1的方法，其还包括以下步骤：在添加所述次临界至超临界二氧化碳之前引入(1)来自生物资源并且类似于所述芳族树脂的分子和(2)石油馏分中的一个，以保持所述芳族树脂与沥青质的比率大于所述预定值。10.权利要求1的方法，其还包括以下步...
【专利技术属性】
技术研发人员：Z尤苏夫，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。