[发明专利]一种低共熔溶剂辅助的油砂中沥青萃取方法

说明书

本发明公开了一种低共熔溶剂辅助的油砂中沥青萃取方法。采用的技术方案是：于容器中，依次加入含有沥青的油砂、低共熔溶剂和石油醚，常温常压下搅拌2‑5min，离心，分为三层，取上层混合液，干燥，得沥青。本发明采用低共熔溶剂，成本低，绿色安全无污染，避免了咪唑类离子液体价格昂贵的问题，避免了砂粒中残留的有机溶剂对环境造成的污染问题。本发明工艺简单，操作方便，可使沥青获得洁净分离并得到较高的萃取率，而且低共熔溶剂可循环使用，大大降低了油砂沥青提取的工业成本，既提高了经济效益又利于环保。

技术领域

本发明涉及一种低共熔溶剂辅助的油砂中沥青萃取方法，属于石油化工领域的产品分离技术。

背景技术

随着传统石油资源日益枯竭，能源危机不断加深，开发新能源迫在眉睫。油砂作为一种非常有潜力的石油替代产品，已经受到了世界各国的广泛关注。油砂亦称焦油砂，是由沥青、水、砂粒、黏土等组成的混合物。油砂中的沥青与石油稠油性质相似，经加氢等工艺处理后可成为高品质原油。所以，对油砂中沥青的萃取具有很大的研究意义。油砂中沥青的分离方法很多，其中，溶剂萃取法因其适用于油砂的高效分离受到研究者们的广泛关注。与传统水洗法相比，溶剂萃取法全过程未使用水，可消除乳化现象，且萃取在室温下即可进行，工艺条件温和，节约能耗。但溶剂萃取法工业化应用仍需面临几个重要挑战：(1)高效低毒溶剂的选取：沥青组成非常复杂，所包含的饱和烃、芳香烃、胶质和沥青质四组分在不同溶剂中具有不同的溶解度，苯、甲苯、氯仿等萃取剂虽然对沥青萃取效果较好，但具有易燃、毒性大等特点，对环境有不同程度的危害；(2)萃取后的砂粒中残留的有机溶剂可能会对环境造成二次污染；(3)溶剂可能夹带细砂和黏土，导致沥青不能洁净分离，溶剂的可循环利用次数降低。因此，需要寻找高效、经济的绿色友好型溶剂，并解决砂子表面有机溶剂残留以及溶剂细砂夹带问题。

近年来，离子液体作为辅助剂被广泛应用在油砂萃取分离过程中。离子液体的优势在于：(1)作为中间相，隔绝了沥青-有机溶剂层和砂子，解决了溶剂夹带细砂以及砂子表面有机溶剂残留的问题；(2)离子液体和砂粒表面能建立更强的静电引力，有利于削弱沥青-砂粒的胶着作用，提高沥青的提取率。然而离子液体价格昂贵，不利于该方法的工业化应用。低共熔溶剂是由一定计量比的氢键受体和氢键给体组成的低共熔化合物，其物理化学性质与离子液体相似，故又被称为类离子液体。低共熔溶剂在原料选择、合成方法、原子经济性等方面比离子液体更为优越，且无毒、可生物降解，是一种有望能够代替离子液体的绿色溶剂。

发明内容

本发明的目的是提出一种低共熔溶剂辅助的油砂中沥青萃取方法。本发明采用低共熔溶剂，成本低，绿色安全无污染，避免了咪唑类离子液体价格昂贵的问题，避免了砂粒中残留的有机溶剂对环境造成的污染问题。本发明工艺简单，操作方便，可使沥青获得洁净分离并得到较高的萃取率，而且低共熔溶剂可循环使用，有效降低了油砂沥青提取的工业成本，利于工业化应用。

本发明采用的技术方案如下：一种低共熔溶剂辅助的油砂中沥青萃取方法，包括如下步骤：于容器中，依次加入含有沥青的油砂、低共熔溶剂和石油醚，常温常压下搅拌2-5min，离心，分为三层，上层为沥青和石油醚的混合液，中间层为低共熔溶剂，最下层是黏土和细砂。取上层混合液，干燥，得沥青。

优选的，上述的一种低共熔溶剂辅助的油砂中沥青萃取方法，所述低共熔溶剂是由季铵盐类氢键受体和氢键给体经加热混合制成。

更优选的，上述的一种低共熔溶剂辅助的油砂中沥青萃取方法，所述季铵盐类氢键受体是氯化胆碱。

优选的，上述的一种低共熔溶剂辅助的油砂中沥青萃取方法，所述氢键给体是多元醇、多元酸或尿素。

更优选的，上述的一种低共熔溶剂辅助的油砂中沥青萃取方法，所述氢键给体是乙二醇、丙二酸或尿素。

更优选的，上述的一种低共熔溶剂辅助的油砂中沥青萃取方法，所述低共熔溶剂是，氯化胆碱与尿素的混合(ChCl-U)、氯化胆碱与乙二醇的混合(ChCl-EG)、或氯化胆碱与丙二酸(ChCl-PA)的混合。