[发明专利]溶剂分离油砂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及分离油砂中沥青的方法。

背景技术

天然油砂是石油的转化物，石油原油渗透到地面而形成，其中轻质组分被蒸发，进而在日光照射下被空气中的氧气氧化，再经聚合而成为沥青矿物，主要由沥青质、树脂等胶质，以及少量的金属和非金属等其它矿产物杂质组成，天然油砂又称焦油砂、重油砂、沥青砂。

目前，天然油砂占据了世界石油储量的66%，主要分布在加拿大，目前加拿大估计可采量还有3150亿桶原油，仅次于沙特阿拉伯，其它地区分布在美国、俄罗斯、委内瑞拉、印度尼西亚、法国、瑞士、意大利、特立尼达和多巴哥、阿尔巴尼亚、蒙古，中国的天然油砂矿主要分布在四川、内蒙古、新疆、辽宁等地区。

目前，就开采而言，主要有热碱水洗工艺、溶剂提取工艺、热裂解工艺等几种，目前工业上使用比较成熟的是热碱水洗法，该技术先将油砂粉碎，再送入热碱液中混合搅拌，然后向混合浆液中通入气体使沥青浮选上来，收集沥青并加入烷烃稀释以降低其粘度后，送往炼厂进行精炼获得各种油产品。这种方式操作简单，但存在以下问题：能耗高、耗水量大、对环境污染严重，受到世界各国政府和人民的反对。寻找环保、经济、可持续发展的油砂分离方法迫在眉睫。

采用溶剂提取技术，分离油砂中沥青的方法，具备如下优点：分离效率高，提取过程不需要水的参与，既节约水资源，也避免了后续的水处理问题；常温下操作，能耗低，操作成本低；溶剂循环使用，利用效率高；另外提取过程和沥青油的输送可以很好耦合，减少了中间添加稀释剂的环节，进一步降低操作成本。但是，传统的溶剂提取技术也存在一些有待解决的技术问题：高效、经济的溶剂不易于获得；残留于固体沙粒中的溶剂回收难度较大等。

中国专利CN101274303A报道了一种使用酯类等作为溶剂对油砂进行提取的方法，采用滤干机和离心机对提取液进行液固分离，固相直接回填，溶剂循环使用，过程简单，但关于固体处理等关键问题没有很好的解决，若应用于大批量的工业生产中，将会导致环境二次污染问题；

CN101544902A公开的技术，采用石脑油、乙酸异戊酯、戊烷按照20:1:1进行混合的混合溶剂对油砂进行提取，提取分为三级，各级提取温度均控制在50℃，溶剂循环利用，该技术可获得较高提取率，但同样关于提取后残留固体的处理，以及整个工艺的经济、环保运行等问题没有提出解决办法；在20世纪六七十年代，美国专利US3117922（1964），US3392105（1968）；

US4046669（1969），US4046668（1977）等提出使用有机溶剂如甲苯、石脑油等对油砂进行提取，采用离心等方法对提取液进行液固分离；

US4036732（1977）指出采用C5~C9的脂肪烃对油砂进行提取，使用一定量的水对提取后的沙粒进行洗涤，而悬浮于提取液中的细颗粒采用离心的方法进行分离；US3553099也指出采用有机溶剂先提取油砂，然后用水洗的方法处理残砂；US4139450（1979）指出采用热甲苯对油砂进行处理，同时采用两级离心的方法对提取液进行液固分离；US4347118（1982）中指出采用戊烷为溶剂对油砂进行提取，然后采用两级流化床对残留沙粒进行干燥，没有对细颗粒的处理；Williams等（US4108760，1978）采用超临界温度在200℃以内的有机物作为溶剂，于370℃至450℃对油砂进行提取，获得较好的效果；Angelov，G.等（US4498971，1984）则提出采用液氮对油砂进行冷冻破碎来对其进行分离，提取其中的沥青；

US4929341（1990）报道了硫酸铵、丙酮、硫酸等可以促进有机溶剂（四氯乙烯、四氯化碳、石油醚、甲苯、苯等）对油砂的提取效果，但此技术需进行4小时左右方可取得较好效果。

综合前人关于使用溶剂提取技术对油砂进行分离的专利技术，所遇到的一个共性问题就是关于提取后残砂和提取液中悬浮微颗粒的处理问题，有的技术能达到较高的提取效率，但无法解决残留物中溶剂回收的问题，有的可以解决残留物中溶剂回收问题，但经济代价太高，无法工业化实施，这些也是为什么溶剂提取技术至今为止一直无法真正投入工业使用的原因；因此，溶剂提取法要获得工业化运用，必须解决残留于固体中溶剂和沥青有机物的回收问题，以及整个工艺经济、环保的运作等综合问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种溶剂分离油砂的方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。

本发明所述的溶剂分离油砂的方法，包括如下步骤：

（1）将油砂与有机溶剂Ⅰ混合，40~120℃提取10~15min，获得有机溶剂Ⅰ与油砂的混合浆液；