油砂分离方法与流程

本发明涉及油砂分离技术领域，具体涉及一种油砂分离方法。

背景技术：

油砂是指富含天然沥青的沉积砂，因此也称为“沥青砂”。油砂实质上是一种沥青、沙、富矿粘土和水的混合物，其中，沥青含量为10～16％(加拿大)或22.54-33.72％(印尼)，沙和粘土等矿物占60～85％，余下为水。

我国是在世界油砂矿资源丰富的国家之一，居世界第五位。初步估算中国油砂有千亿吨，可采石油资源量100亿吨左右。主要分布在新疆、青海、西藏、四川、贵州。此外，广西、浙江、内蒙古也有分布。我国油砂远景资源量为100亿吨，预计到2050年，产能将达到年产1800万吨。

油砂是石油资源的一种重要补充资源，在国际石油需求日益增长及石油价格居高不下的情况下，开发油砂中富集的稠油沥青资源具有广阔的市场前景和经济效益。

目前，国际上现有油砂加工方法主要有：热碱水表面活性剂洗法和蒸汽辅助重力泻油法(sagd)，但这两种方法消耗大量淡水资源及天然气资源，同时都存在得率低、成本高、破坏地下水资源并且对环境造成严重污染的问题。

随着国际石油需求日益增长及石油价格不断攀升，我国对油砂萃取技术的研发有了一定突破，超越了80年代美国实验室离心分离技术简单放大，还未能应用于工业化生产，没有达到国家法律法规的具体要求，生产技术瓶颈问题没有解决，缺乏可靠的运行技术数据和工艺参数，工艺不完善，设备稳定性差，不能连续化工业化生产，无法应用在日产万吨以上的大规模油砂生产。最为关键的是，无数据支撑生产的成本核算，无法量化和体现项目的经济效益，社会效益更无从谈起，故较难推广应用。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种油砂工业化生产的分离方法，该方法解决了油砂萃取工业生产化过程中的瓶颈问题，分离过程中通过特定的复合溶剂及工艺参数对油砂进行处理，油砂中沥青油的提取率为97％以上，所分离出的尾砂中，沥青残留0.33-0.85％。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种油砂分离方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

(1)油砂原料经粉碎和干燥后，输送到萃取器中；

(2)油砂经萃取器内的复合溶剂进行萃取处理，沥青和尾砂分离；所述复合溶剂的组成为：石油醚24.2-26wt.％，正庚烷14.5-16wt.％，120号溶剂油为余量。

(3)油砂经复合溶剂萃取处理后获得混合物料，其中的沥青和复合溶剂形成的混合油由混合油泵泵入过滤器，除去杂质后再泵入蒸馏釜内，经蒸馏后分离出沥青和复合溶剂；混合油输出后，将萃取器内的残留复合溶剂和尾砂加热到90-130℃，并控制真空度为2-3kpa的条件下，残留在萃取器内的复合溶剂转变为气态并输出，最后再将尾砂进行输出。

上述步骤(1)中，油砂原料输送到萃取器中的具体过程为：油砂原料经输送机输送到粉碎机，粉碎至粒径为10mm以下的颗粒；再经输送机输送到干燥机内，经50-65℃条件下干燥脱水后，由输送机输送到萃取器。

上述步骤(2)中，所述萃取处理的温度为50-65℃，时间为50-120分钟，萃取处理在搅拌条件下进行。

上述步骤(2)中，复合溶剂的使用量为油砂原料的重量的0.50-0.70wt.％。

上述步骤(2)中，所述萃取器包括密闭容器、搅拌器和加热层；所述加热层布置于密闭容器的侧面和底面，加热层内通入蒸汽或导热油，通过加热蒸汽或导热油对萃取器内的物料进行加热；搅拌器设于密闭容器内对萃取器内的混合物料进行搅拌；所述密闭容器的顶端设有真空泵接口、气体出口和溶剂入口；真空泵接口用于连接真空泵，以控制萃取器内的真空度，真空泵同时连接冷凝器；气体出口和溶剂入口分别用于复合溶剂气体的输出和液态复合溶剂的输入；密闭容器的底部设有尾砂出口和混合油出口。

所述复合溶剂置于溶剂循环罐中，由溶剂泵从溶剂循环罐中抽出后，经由溶剂入口进入萃取器内，对油砂进行萃取后，复合溶剂与沥青形成的混合油除杂后输入到蒸馏釜内，在蒸馏釜内加热至90-130℃，复合溶剂变成气态，经冷凝器冷凝成液态后进入溶剂循环罐内循环使用，蒸馏釜内剩余的沥青输入到沥青油罐；萃取器内残留的复合溶剂变成气态后，由气体出口输出，经真空泵进入冷凝器后，变成液体回收到溶剂循环罐内。

上述步骤(3)中，萃取器内的油砂经复合溶剂萃取处理后，待混合油和加热后的复合溶剂气体输出后，剩余的尾砂经输送机输出，用于建筑或综合利用。所分离出的尾砂中，沥青油残留0.3-0.85％。

所述油砂原料采用该方法分离提取后，油砂中沥青的提取率为97％以上。

本发明设计原理及有益效果如下：

1、本发明为油砂连续分离生产技术，用于油砂的分离，分离后的沥青原油达到炼化要求，解决国际原油市场供应不足的问题，尾砂可用于烧制高强度砖石或综合利用。

2、本发明通过使用特定组成及含量的复合溶剂，在严格控制萃取温度及操作时间的情况下，实现油砂原料沥青油和尾砂的萃取分离。并进一步通过萃取器的结构设计、萃取器内温度和真空度等的控制，实现萃取器内混合物料中复合溶剂、沥青油和尾砂的分别输出。

3、本发明油砂的连续分离生产技术，具有生产费用低，不受季节影响，全年生产300天以上。

4、本发明油砂连续分离生产技术中，油砂中沥青提取率97％以上(含沥青油22.54％计算)，尾砂沥青残留0.33-0.85％以内。

5、本发明油砂连续分离生产技术，无废气、废水及废渣排放。

6、本发明油砂连续分离生产技术，建设周期短，八个月即可投入生产。

附图说明

图1为本发明中所用萃取器结构示意图。

图2为本发明分离方法流程示意图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，以下结合实施例对本发明进行描述，但实施例仅为对本发明的特点和优点做进一步阐述，而不是对本发明权利要求的限制。本发明工艺参数由中试设备实验后得出，有很强的操作性和可行性。

本发明为油砂分离方法，该方法中所用萃取器的结构如图1所示。该萃取器包括密闭容器、搅拌器和加热层；所述加热层布置于密闭容器的侧面和底面，加热层内通入蒸汽或导热油，通过加蒸汽或导热油对萃取器内的物料进行加热；搅拌器设于密闭容器内对萃取器内的混合物料进行搅拌；所述密闭容器的顶端设有真空泵接口、气体出口和溶剂入口；真空泵接口用于连接真空泵，以控制萃取器内的真空度，真空泵同时连接冷凝器；气体出口和溶剂入口分别用于复合溶剂气体的输出和液态复合溶剂的输入；密闭容器的底部设有尾砂出口，密闭容器下部还设有混合油出口。

实施例1：

本实施例油砂分离方法，流程如图2，具体包括如下步骤：

(1)油砂原料包括天然沥青、沙和粘土等矿物、水，沥青油含量22.54％(印尼油砂)；油砂原料经输送机输送到粉碎机，粉碎至粒径为10mm以下的颗粒；再经输送机输送到干燥机内，在50-65℃条件下干燥脱水后，由输送机输送到萃取器。

(2)油砂经萃取器内的复合溶剂进行萃取处理，所述复合溶剂置于溶剂循环罐中，由溶剂泵从溶剂循环罐中抽出后，经由溶剂入口进入萃取器内；复合溶剂的使用量为油砂原料的重量的0.5wt.％。萃取处理的温度为60℃，萃取时间为120分钟，萃取处理在搅拌条件下进行。所述复合溶剂的组成为：120号溶剂油60wt.％，石油醚25.5wt.％，正庚烷14.5wt.％。

(3)油砂经复合溶剂萃取处理后获得混合物料中，沥青和部分复合溶剂形成的混合油，由混合油泵泵入过滤器，除去杂质后再泵入蒸馏釜内，经蒸发后复合溶剂变为气态输入到冷凝器中，凝后变成液体进入到溶剂循环罐中循环使用。分离出的沥青原油打入沥青油罐。油砂原料采用该方法分离提取后，油砂中沥青的提取率为97.65％。

萃取器内的混合油输出后，将萃取器内含有复合溶剂的尾砂加热到90-130℃，控制真空度为2-3kpa，搅拌22分钟，此时尾砂中的复合溶剂转变为气态并输出，经由真空泵进入冷凝器内，冷却为液态后输入到溶剂循环罐中循环使用。最后再将尾砂进行输出，所分离出的尾砂中沥青残留0.53％。

实施例2：

与实施例1不同之处在于：

所述复合溶剂的组成为：120号溶剂油60wt.％，石油醚24.5wt.％，正庚烷15.5wt.％。

按实例1操作步骤，油砂原料经分离提取后，油砂中沥青的提取率为98.67％以上。

所分离出的砂料和石料中，沥青残留0.3％。

对比例1：

与实施例1不同之处在于：

所述复合溶剂的组成为：120号溶剂油60wt.％，石油醚20wt.％，正庚烷20wt.％。

油砂原料经分离提取后，油砂中沥青的提取率为81.2％。

所分离出的砂料和石料中，沥青残留4.24％。

对比例2：

与实施例1不同之处在于：

所述复合溶剂的组成为：己烷60wt.％，石油醚25wt.％，正庚烷15wt.％。

油砂原料经分离提取后，油砂中沥青的提取率为75.1％。

所分离出的砂料和石料中，沥青残留6.50％。