Purifine ~ R PLC工业应用在油脱胶和精炼

植物油,如大豆、油菜籽、向日葵和玉米油脂,是一个重要的全球的营养来源。他们也被广泛用作生物柴油生产原料。原油从稳定性、颜色和味道中提取。然而,每个精炼步骤从杂质中分离中性油的甘油三酯和甘油二酯导致石油产量的损失与杂质的含量成正比。磷脂必须清除,因为它们在后续漂白,加氢,和精炼的脱臭步骤中造成油变暗(或褐变)。此外,磷脂降低成品油的氧化稳定性和抑制性能的化学催化剂用于石油加氢和生物柴油的生产.磷脂数量和类型取决于油籽种植,储存和处理条件,以及石油开采方法,但它们可能代表重量高达3%的原油。

在传统的炼油中,除磷脂是通过添加水原油完成。磷脂组成DAG耦合到极地磷酸酯(图1)。增加水油会导致磷酯的水合作用,使油水界面的磷脂(图2A)。水化磷脂拖中性油,导致形成乳剂或口香糖,包含水、磷脂和携入的中性油。这种粘性胶通过离心分离从散装油中分离,这个过程称为水脱胶。易于水化磷脂删除(即乳化能力)是由磷酸酯的类型决定。磷脂酰胆碱(PC)是迄今为止最易水化磷脂,因此是最强的乳化剂。这个属性使卵磷脂,PC-rich副产品水脱胶,成为一个在许多食品应用程序中有用的乳化剂.然而在水脱胶过程中,由于夹带的石油，PC的强烈的乳化性质造成最大的油产量损失。进一步产量损失出现在离心分离干净的油(轻相段)从胶油(重相段)需要石油接近相边界的牺牲。残留磷脂在后面的精制步骤，例如去除游离脂肪酸的水脱胶油由于形成乳液造成其他的产量损失。因此，在传统的炼油中，产量损失的主要原因是由于完整的磷脂的存在而使得乳液形成，和产量损失的程度是正比于磷脂的存在量。

图1 磷脂酶酶催化磷脂的结构及反应。磷脂包括二酰基甘油耦合到磷酸酯。所有磷脂酶作用于中断磷脂成水溶性的油溶性片段。对于磷脂酶A（PLA）酶，分别有溶血磷脂和脂肪酸。聚乳酸及其酶不同于脂肪酸与磷脂将从磷脂酶（PLC）中移除，如purfine酶，有不同的作用方式，它消除了水溶性磷酸盐酯中的磷脂，留下了完整的甘油二酯油。

脱胶,在工业规模中已普遍,是解决成品率损失问题的水脱胶的可代替品。不像化学催化剂, 酶是高度特异性的，并且只在目标分子作用，而使类似的分子不变。例如,磷脂酶的酶,特别是在油里与磷脂杂质反应的酶,大部分石油依然完好无损。磷脂酶把磷脂分解成水溶性和油溶性片段,从而减少形成乳状液的能力。少乳液形成意味着因夹带少油产量损失，降低含胶率使油和重相分离的清洁剂，在产量损失进一步减少。 一些市售的酶脱胶可用，大多以有一个共同的行为模式。磷脂酶(PLA)酶去除从磷脂脂肪酸,形成溶血磷脂中可怜的乳化剂的低环境油处理。与PLA低水环境较差乳化剂溶血磷脂由于减少携入的油导致显著减少收获损失.然而，还原酶导致产量损失显著减少，所产生的脂肪酸保持在脱胶的油和，为食用油和生物柴油的生产，有在稍后精制步骤（通常）由要除去转换到皂料，导致形成乳剂和油产量的损失。

图2 从水脱胶和酶脱胶和监测反应重相比较。（A）的磷脂是乳化剂，在水的存在下将位于油水界面，在此过程中（左图）捕集油中的水,磷脂和油.胶在离心机中离除由于是粘性的所以难以处理，因为它离开了分离器（右图）。（B）上的磷脂脱胶酶像Purfine PLC的动作打破了乳剂（左图），减少夹带的油的量;所得重相是自由流动的，因为它离开离心器（右图）.它的变化通过加入酶到水脱胶过程粘度允许由设备操作，一个成功的酶反应容易可视化（C）酶的性能可以用于技术分析，.NMR得到了酶的性能精确确认。（核磁共振;左图）使磷脂在原油中（-E）之前和之后（ E）酶作用进行定量。 HPLC（高效液相色谱法;右图）可以被用于测量在酶的作用（ E）后，原油（-E）DAG的水平可适当增加。缩写为：PL，磷脂; PLC，磷脂酶C; DAG，甘油二酯; PC，磷脂酰胆碱; PI，磷酸肌醇; PE，PA,磷脂酸磷脂酰乙醇胺;由邦吉北美提供并通过他们的许可使用。

Purifine酶是verenium公司的新产品（圣迭戈，加利福尼亚，美国），是专门用于油脱胶和验证工业规模的。该PLC是区别于其他脱胶酶的，。因为其转换磷脂成DAG和水溶性磷酸盐轴承酯片段该PLC由其它脱胶酶区分，不同于PLA，PLC不产生任何额外的游离脂肪酸（图3）。purifine PLC作用在油中的两个主要的磷脂是磷脂酰胆碱（PC）和磷脂酰乙醇胺（PE）。由于通过用的Purifine PLC脱胶的PC最强的乳化剂四磷脂的原油中，通过与purifine PLC脱胶夹带的油减少产量损失接近于PLA酶得到减少产量损失。然而，DAG的purifine脱胶是一个额外的石油产量，为了保持整个精炼过程。通过与purifine酶脱胶引起DAG含量的增加是在油内DAG水平自然变异（可能达到10%；安川和葛城，2004），并对油的性能指标没有影响，如烟点。事实上，一个含有超过80%的石油产品DAG是通用在美国出售。与之一起的是，DAG的收益和油损失在purifine PLC脱胶将导致大约两倍的产量增益和PLA脱胶酶的减少，并且不增加油的脂肪酸含量。

图3 Purifine酶脱胶实施过程示意图。alpha;示意图;可使用

使用的Purifine PLC 酶法脱胶可以很容易的集成到大多数现有的工厂设计中。执行此过程所需的基本设备是一种超高剪切混合机和一个反应罐。混合器需要在油和水之间的界面处创造足够的区域，以使最小的磷脂酶用量发生完整的反应以及反应时间最小。事实上，一个细乳液的创建允许的Purifine酶与乳化剂迅速反应，并在不到2小时打破乳液。该技术是从传统的石油精炼所转换的，其目的是最大限度地减少乳液的发生和相关的产量损失。酶处理过程可以通过控制油温，水和酶来进行优化，其结果是一个强大的和统一的过程，其中所述酶仅仅发挥它的作用，而不根据进入油的质量调整处理参数。

Verenium开发了先进的分析技术,精确测量磷脂转化为DAG,可以应用于优化过程。对于设备，简单的可视化的成功提高运营商的信心。对于酶的剂量，重相离开分离器是胶状水胶艰难的从泵中自由流动的“磷脂明显变化。尽管重相性能改变，仍然可以得到磷的加餐油料,如降低粕蛋白含量稀释可能的优势，或减少能量输入干粕。结果显示，使用purifine PLC通常包含的水磷的使用量比同油脱胶少，从而节约了用水、由提炼食用油和生物柴油所制的化工和加工助剂。增加了石油产量和降低了整体的生产成本。使用purifine PLC脱胶可以显著提高油籽处理器的经营利润。

到目前为止,有相对较少的植物进行酶法脱胶，尽管PLA酶的可用行已有进20年的时间。De Maria et al. 2007). 最近的经济状况实现了由现有投资高优先级挤压附加价值的石油加工业,特别是生物柴油生产商。为了便于采用Purifine PLC脱胶,Verenium授权阿法拉伐,一家工程服务公司,提供全面的工程包给现有和新建的工厂。阿法拉伐已经证明技术和炼油行业的专业知识给客户提供的安全性能保证。

油籽处理器还需要一个清晰的理解的经济效益决定进行一项新技术,如酶脱胶Purifine PLC。第一步是准确地估计产量获得的好处与当前进程相比,基于原油中的磷含量。例如,在原油豆油含有800 ppm元素磷、完整的磷脂通常占1.76%（重量）。Purifine PLC与磷脂的两个最普遍反应,卵磷脂和脑磷脂,一般占总数的70%(即1.23 %（重量）的石油)。DAG的大规模生产是磷脂的质量的约80％的转化由于去除磷酸酯部分，所以实现DAG收益率(0.8times;1.23等于0.99 wt %的石油。高效水脱胶可能导致大约0.88％（重量）中性油损失的油继续进行。Purifine酶作用于PC,最强的乳化剂,导致整体质量减少胶油和恢复大部分的收益损失。因此,对于这种类型的一个典型的大豆油,可使用的Purifine脱胶来代替水脱胶来实现1.87％的总产率增加。实际收益将取决于预先存在的效率过程中,原油的质量,以及其他设备是否配置为允许充分捕捉额外的收益。例如,在一个工业实施含有720 ppm的元素磷的大豆油的Purifine的PLC脱胶，按重量计为0.8％的净的DAG产量的脱胶的油进行测定，表示90％的合并的反应和产量回收效率(获得的数据在Bunge设施,经允许使用)。

在愈发困难的全球经济环境下必备品都以高效的方式生产这一点越来越重要。Purifine PLC提供一种方法来提高产量。食用油和生物柴油的生产很可能在炼油的未来发挥重要作用的整体经济性。

（编者按：本文经过允许，转载自2009年7月的通报刊物。）Tim Hitchman，为公司Verenium（圣迭戈，加利福尼亚州，美国）的Purifine产品经理，可以通过电子邮件访问,网址：Tim.Hitchman@verenium.com。

窗体顶端

一种新的模糊史密斯控制算法应用于油田采水处理控制系统

窗体底端

窗体顶端

窗体底端

窗体顶端

1引言

窗体底端

窗体顶端

在油田生产水自动控制系统中，PH值控制是一个非线性的，时间延迟，强耦合，大的扰动的，复杂的，随时间变化的动态过程。在常规的坐标的控制程序，由于缺乏有效的访问的方法来获得适合于实际现场参数和控制器整定方法的对象的属性，参数调谐通常是手动反复试和错误，因此它难以适应系统参数的协调的时变特性来满足由于缺乏有效的访问方法的质量控制要求以获得适合于实际现场参数和控制器整定方法的对象的属性。目前，一些文献已经提出了一些解决方案^[1～3]，如模糊PID调谐，模糊神经和其他的控制方法，提高了系统的适应性时变参数，但它们在PH值控制的延时方面仍似乎是不足的。史密斯预测控制仍被认为是解决延迟时间的最有效方式。本文在使用传统控制程序的基础上，提出模糊史密斯化合物控制方法，该方法解决了系统的延迟，模拟结果和实际测试结果的问题，这表明它不仅能获得比以往的控制方法更好的控制质量，而且还提高了系统的系统鲁棒性和适应性用^[4]。

窗体底端

窗体顶端

2生产的水处理工艺

窗体底端

油田水来自石油的简单分离，在生产井和计量站的水和天然气，原油生产链的联合站的生产。直接排放到土壤表面的水会对环境造成污染，直接重新注入设备，也可能造成对水库和地下水的破坏，包括少量原油、固体杂质颗粒、硫等，目前，传统的污水处理工艺是在新疆的废水经过乳化破碎、絮凝、联合等物理净化方法。图1所示为彩南油田废水处理工艺。

窗体顶端

图1所示为彩南油田废水处理工艺

进一步调节废水的离子，首先所产生的水被储存在一个大水箱，然后，泵入反应。一些乳化剂加入到升级泵的入口，以及絮凝剂和复杂碱被加入到反应器中。处理过的产生的水将进一步消退，以确保原水的沉降后，固体颗粒的合规性内容得到了充分净化，并将进入大容量净化罐回收。反应器是生产水处理的关键设备。油田污水中含有大量的原油、矿物和固体杂质，将大量的泥沙分离出来。在水中加入药剂后，反应器应定期排放和脱脂。水输出形成所述反应器将进入生产水槽，并通过泥浆泵被排出，并且水泵将定期产生水。

由于水中含有原油的量小，物理方法是难以实现了彻底的脱脂目的。通过使用破乳剂的适量水剥原油，并通过油-水分离器作用，将能有一个良好的脱脂效果。在新疆，油田生产水基本上是酸性的，酸性水在腐蚀性方面对管道不好，因此提高污水废水的PH值是非常重要的。最简单的就是增加一些复杂的碱来中和酸性水，以提高其PH值。

窗体顶端

3 PH控制器设计

窗体顶端

3.1 PH值控制理论

窗体底端

虽然在PPM计量模式中，处理的效果可以达到要求。但在实际应用中，大多数油场要求的PH值是在8-9范围内。作为中和反应具有很强的非线性特性，很难通过常规的方法来控制计量。在这种情况下，它仅仅是适时地调整碱化合物的用量，使其在线测量输出水的PH值时正好合适。图2中的PH值控制方案示出，其中，BP表示换能器的反馈信号，FIT表示的流量信号，AE表示所述测试信号和AIT表示的PH值。

窗体顶端

图2 PH控制原理

窗体底端

窗体顶端

3.2控制系统的结构和模型

为了控制药品剂量，整个系统将产生一个信号，它是通过检测产生的水流量，药房流量和输出的PH值，以控制计量泵的输出。控制系统的方框图如图3所示：

窗体顶端

图3 PH值控制系统框图

窗体底端

传感器的传递函数和泵是通过估算他们的数学模型,反应堆的传递函数是阶惯性环节结合时滞,所以反馈回路传输链接是一个等效变换,使控制系统是一个单位的反馈系统,如图4中所示

图4 PH值控制系统的结构图

如果假定水流量Q0是一个常数,如果假定水流量Q0是常数，乘法器和除法器的控制结构示意图可以简化。也就是说，它是链路的比例相当大，这就是简化的控制系统的结构图。在图5，我们提出了简化的控制系统图和控制器的设计，这实际上由两部分组成，一个是流量控制器的部分，另一种是PH值控制器。在这里,关键是设计控制器的PH值。

窗体底端

窗体顶端

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[147186]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word