[發(fā)明專利]一種富含碳酸鹽油砂礦的連續(xù)分離回收的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610301074.8
• 申請日: 2016-05-09
• 公開（公告）號: CN105925298B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發(fā)明（設計）人: 李研;程婧;張庭云
• 申請（專利權）人: 天津海威歐能源科技有限責任公司
• 主分類號: C10G1/04
• 分類號: C10G1/04
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權代理有限公司12209
• 代理人: 趙瑤瑤

技術領域

本發(fā)明涉及一種富含碳酸鹽油砂礦的連續(xù)分離回收的方法和系統(tǒng)，屬于化工分離及反應工程技術領域，具體涉及破碎、反應、沉降、過濾、蒸餾、結晶等方法。

背景技術

瀝青油礦(如，油砂、油頁巖、落地油、油泥等)是一種由瀝青油(或瀝青)、沙粒、粘土和少量水組成的復雜混合物。因其處理巨大，已逐漸成為一種后備的石油資源。以油砂為例，其探明儲量約占現(xiàn)存石油資源總量的三分之一左右，現(xiàn)有技術可采儲量約為6510億桶，主要分布在加拿大、委內(nèi)瑞拉、美國、俄羅斯、印尼和中國等地，是一種很有潛力的石油替代能源。

油砂的開采依據(jù)其自身理化性質(zhì)及地質(zhì)條件可以分為露天開采和原地開采。對于加拿大的水潤型油砂，當?shù)V產(chǎn)埋藏深度小于75米時，工業(yè)上主要采用熱堿水洗工藝對油砂進行分離；而當油砂礦埋藏深度大于75米時，則采用原地開采方法，如向地底層注入熱蒸汽、熱溶劑等等。然而，對于油潤性油砂，如美國猶他州油砂、印尼油砂及中國新疆油砂則無法有效的利用熱堿水洗的工藝對油砂瀝青進行分離。為此，誕生了不少其他新型技術，如溶劑萃取技術(CN 101274303A，CN 101544902A，CN102925190 A，US 3117922(1964)，US 3392105(1968)，US 4046669(1969)，US 4046668(1977)，US 4036732(1977)，US 4347118(1982)，US 4498971(1984)，US 4929341(1990))、熱裂解技術(CN103289715A，CN104087329A)、微生物發(fā)酵技術等等。這些技術都有各自的優(yōu)點，比如，溶劑萃取技術具有萃取率高、萃取過程不需要水的參與、可常溫下操作、溶劑可循環(huán)使用等優(yōu)點；熱裂解技術可以實現(xiàn)瀝青油萃取與煉油集成處理，減少了工藝過程；微生物發(fā)酵技術可以實現(xiàn)溫和的提油過程等等。然而，它們又都伴隨著各自的缺點，如溶劑萃取后殘砂固體中的溶劑回收問題及溶劑泄露的環(huán)境問題，熱裂解過程中能耗過高的問題，微生物發(fā)酵的穩(wěn)定性及規(guī)模化問題，這些都使得上述技術在工業(yè)化過程當中遇到各種阻力，導致其最終未能在工業(yè)上實現(xiàn)規(guī)模化使用。

從礦物組成上而言，與瀝青油礦共生的礦物質(zhì)分為硅酸鹽為主的共生礦物質(zhì)，或以碳酸鹽為主的礦物質(zhì)。上述各類研究以針對富含硅酸鹽的瀝青油礦，典型的如加拿大油砂。而對于碳酸鹽類型(富含碳酸鈣等)的瀝青油開采還比較少，主要是由于此類型的瀝青油一般與礦物質(zhì)具有較強的作用力，而使得水洗法效果不佳。采用酸洗法處理此類瀝青油礦，可以有效的將其中的礦物質(zhì)組分溶解，而不影響瀝青油的質(zhì)量，能較好的起到高效提油的效果。然而，該技術面臨的一個重要問題是：生產(chǎn)過程中有大量的廢液產(chǎn)生，廢液中含有豐富的鈣鹽、鐵鹽等物質(zhì)。因此，在開采過程中解決廢水問題也是一個主要的技術難題。

由此可見，運行成本及環(huán)境問題是目前瀝青油礦開采，尤其是油潤性碳酸鹽類油砂的關鍵技術問題。為此，本發(fā)明專利將主要針對上述問題，提出一種處理富含碳酸鹽礦物質(zhì)的瀝青油礦的分離方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種低成本、高效、節(jié)能，可以用于處理富含碳酸鹽礦物質(zhì)的富含碳酸鹽油砂礦的連續(xù)分離回收的方法和裝置。

本發(fā)明實現(xiàn)目的的技術方案如下：

一種富含碳酸鹽油砂礦的連續(xù)分離回收的方法和系統(tǒng)，步驟如下

⑴油砂礦物先經(jīng)過粉碎裝置粉碎，再與酸溶液混合反應，得到含有瀝青油泡沫、氣體、溶液、殘渣混合物；

⑵瀝青油泡沫經(jīng)過除氣過程后，采用溶劑稀釋，并將稀釋后的混合物送入固液分離系統(tǒng)進行固液分離，獲得溶劑-瀝青油混合物清液、油水乳液及固體沉淀；

⑶所得溶劑-瀝青油混合物清液進入溶劑回收系統(tǒng)將溶劑回收，同時獲得瀝青油產(chǎn)品；油水乳液及固體沉淀則進入酸洗反應裝置進行反應分離，再次回收剩余的瀝青油；在酸洗反應裝置中回收瀝青質(zhì)及少量固體顆粒混合物，單獨采出；

⑷上述過程中產(chǎn)生的廢液及固體沉淀經(jīng)過過濾、反應、結晶過程分別回收其中的礦物鹽成分；

⑸上述酸洗、過濾過程產(chǎn)生的沉淀合并采用堿液進行處理后重復使用。

而且，所述步驟⑴中與瀝青油礦混合反應的酸溶液為乙酸、硝酸、鹽酸、氫碘酸、氫溴酸、甲酸等的一種或幾種的混合物，且酸溶液pH值大于0.1摩爾每升。

而且，所述步驟⑴中的混合反應裝置為多級并聯(lián)交替連續(xù)式操作混合反應器。

而且，所述步驟⑵中固液分離系統(tǒng)包括1～3級的液固重力沉降系統(tǒng)和1～3級的離心式分離系統(tǒng)。