一種提取油砂中油分的溶劑和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提取油砂中油分的溶劑和方法，它涉及一種油分提取方法。它的提取方法為：將溶劑與油砂按0.5:1～3:1的質(zhì)量比混合，在15～40℃下攪拌10～40分鐘，使油砂中的油分進(jìn)入溶劑相，然后通過離心或過濾分離油砂和液相，再將液相通過常壓蒸餾或減壓蒸餾或蒸發(fā)濃縮回收其中的油分和溶劑，回收后的溶劑可重復(fù)使用。本發(fā)明提供一種高效、廉價(jià)、易回收的溶劑，以及操作條件緩和、工藝簡(jiǎn)單、能耗低的提取方法實(shí)現(xiàn)對(duì)親油型油砂中油分的分離。
【專利說明】一種提取油砂中油分的溶劑和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是油分提取方法，具體涉及一種提取油砂中油分的溶劑和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]油砂是一種含有天然浙青的砂狀礦藏，通常是由砂或粘土、浙青和水組成的混合物。油砂礦作為非常規(guī)油氣資源的一種，其分布廣泛，資源豐富。隨著全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，尤其是發(fā)展中國家工業(yè)化程度的不斷提高，對(duì)能源的需求也迅速增大，常規(guī)油氣資源呈現(xiàn)了供不應(yīng)求的局面，這直接導(dǎo)致油價(jià)持續(xù)走高，極大地刺激了油氣公司對(duì)油砂資源開發(fā)利用的需求。
[0003]根據(jù)油砂中油、水、固體礦物質(zhì)三者的構(gòu)型不同，可將油砂分為親水型油砂和親油型油砂兩類。目前從油砂中分離浙青油分所采用的工藝方法主要有三類:熱解干餾法、水洗分離法、溶劑提取法。分離油砂中油分采用的工藝方法則是由油砂構(gòu)型決定的:親水型油砂適合水洗分離，親油型適合溶劑提取法分離和熱解干餾分離。
[0004]水洗分離法是通過堿或表面活性劑的作用改變油砂表面油分與水之間的表面張力，產(chǎn)生乳化，使得吸附在油砂表面的浙青上浮，而砂沉降在底部，從而實(shí)現(xiàn)分離。專利CN101260308A以十二烷基笨磺酸鈉、石油烷基苯磺酸鈉NP10、司盤80、土溫80中的一種作為表面活性劑，添加到氫氧化鈉或者氫氧化鉀水溶液中，以達(dá)到降低油水表面張力的目的，進(jìn)而分離油砂中的油分，該法需要的分離劑消耗量大，廢水難處理，溶劑中組分易進(jìn)入油分影響后續(xù)加工。專利CN102533304A使用添加聚丙烯酰胺的碳酸氫鈉水溶液分離油砂，該方法需要較高的分離溫度，消耗大量熱能?？傊?，水洗分離法工藝簡(jiǎn)單，成本低，對(duì)親水型油砂效果較好，但是易產(chǎn)生大量廢水，且不適合親油型油砂。
[0005]熱解干餾法是在高溫 下對(duì)油砂浙青進(jìn)行裂解，經(jīng)過高溫裂解以后的浙青分子量減小，膠質(zhì)減少，產(chǎn)生輕質(zhì)油。專利CN102504850A采用燃燒部分油砂形成800°C高溫渣，再將高溫渣與油砂混合供熱，進(jìn)行熱干餾，干餾氣經(jīng)冷卻后回收，該方法需大量熱能，產(chǎn)生大量煙氣污染環(huán)境，油分收率低。專利CN101250421A首先將油砂預(yù)熱干餾，脫除油砂中的水分，然后對(duì)浙青熱解裂化，經(jīng)冷卻回收裂解氣，該方法能耗高，油砂易結(jié)焦，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行周期短，維修困難。專利CN102304375A使用瓦斯燃燒產(chǎn)生的熱空氣供熱，經(jīng)流化干餾，再經(jīng)除塵后回收干餾氣。該方法能耗高，運(yùn)行成本高。盡管熱解干餾能夠直接從油砂中得到輕質(zhì)油，但是這類方法依靠油分的高溫裂化，能耗高，生產(chǎn)裝置復(fù)雜，運(yùn)行成本高，并且會(huì)產(chǎn)生結(jié)焦，嚴(yán)重制約其工業(yè)應(yīng)用。
[0006]溶劑提取法是根據(jù)相似相容的原理，利用溶劑對(duì)油砂中的油分的溶解性，將其從油砂中提取出來，然后再將油分與溶劑分離，以達(dá)到溶劑回收使用和提取油分的目的。專利CN101544902A將輕石腦油、乙酸異戊酯和戊烷配制成混合溶劑，采用三級(jí)提取裝置提取油砂中的油分，然后經(jīng)多級(jí)高溫閃蒸分離溶劑和油分，該方法使用的乙酸異戊酯價(jià)格高、易分解，沸點(diǎn)高，回收困難，需要多級(jí)分離工藝，運(yùn)行成本較高。專利CN103146412A使用庚烷、正己烷、環(huán)己烷、甲苯配制提取溶劑，提取油砂中的油分，提取再經(jīng)離心分離固液相，最后經(jīng)減壓蒸餾分離溶劑和油分。該方法使用的溶劑含有芳烴，價(jià)格高，沸點(diǎn)高，溶劑回收困難。專利CN102391185A使用1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體和苯、甲苯、二甲苯、重整汽油、丙酮、正庚烷、正己烷、石油醚、石腦油中的一種或者幾種混合配制提取溶劑，提取后液相經(jīng)蒸餾分離溶劑和油分，固相經(jīng)水洗清除離子液體。該方法使用的離子液體成本高，溶劑含毒性高的芳烴和丙酮等，溶劑用量大、溶劑與油分分離回收困難，丙酮可與水互溶，溶劑損失大，得到的固相需要水洗處理，產(chǎn)生廢水。文獻(xiàn)(石油煉制與化工，2008，39 (6):63-66)選擇含15%極性組分的石腦油(餾程70~120°C)作為優(yōu)選溶劑提取油砂中的浙青，該法使用的石腦油價(jià)格較貴，且含有芳烴，由于溶劑沸點(diǎn)高，分子量大，與油分的分離能耗較高。文獻(xiàn)(現(xiàn)代化工，2009，29 (I):23-25 ;石油煉制與化工，2009，40 (12):22-25)選擇芳烴含量高達(dá)87%的重整汽油作為溶劑，價(jià)格昂貴。文獻(xiàn)(石油煉制與化工，2009，40 (4):57-60)選用120號(hào)溶劑油提取油砂中的油分，該法需要的抽提溫度較高(70°C)，劑砂質(zhì)量比較大(3:1)，由于120號(hào)溶劑油沸點(diǎn)較高(80~120°C)，分離溶劑和油分需要的溫度高，能耗大，并且120號(hào)溶劑油價(jià)格較高。文獻(xiàn)(化學(xué)工程，2010，38 (5):1-3)采用重整汽油提取油砂中的油分，再使用超臨界CO2萃取含油液相中的重整汽油，從而達(dá)到分離油分和重整汽油的目的，該法抽提溫度高(80°C )，超臨界CO2萃取分離油分和溶劑需要高壓，提取工藝復(fù)雜，能耗高。文獻(xiàn)(遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，32 (3):6-8)使用石腦油提取油砂中的油分，該法使用的溶劑價(jià)格較高，劑砂質(zhì)量比高(4:1 )，溶劑回收能耗高。文獻(xiàn)(當(dāng)代化工，2012,49
(11):1177-1179)以甲苯為溶劑提取油砂中的油分，該法需抽提三次，操作復(fù)雜，而且甲苯價(jià)格高，沸點(diǎn)高，與油分分離能耗高。
[0007]可見，在采用溶劑提取法提取油砂中所含油分時(shí)，主要存在兩個(gè)方面的問題，其一是所選用的溶劑中，多數(shù)含有毒性較高、沸點(diǎn)較高、價(jià)格較高的芳烴，或其他價(jià)格較高、穩(wěn)定性不佳的組分；其二是提取工藝較復(fù)雜，條件較苛刻，由于溶劑沸點(diǎn)高導(dǎo)致溶劑與油分的分離需要較高的溫度，能耗大。因此，針對(duì)于親油型油砂，采用溶劑提取法分離油砂中油分的關(guān)鍵在于選擇一種對(duì)油分溶解度高、不含芳烴、價(jià)格低、易于與油分分離、易回收的溶劑，并建立一種可在緩和條件下操作，工藝簡(jiǎn)單、能耗低的提取方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明目的是在于提供一種提取油砂中油分的溶劑和方法，提供一種高效、廉價(jià)、易回收的溶劑，以及操作條件緩和、工藝簡(jiǎn)單、能耗低的提取方法實(shí)現(xiàn)對(duì)親油型油砂中油分的分離。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種提取油砂中油分的溶劑和方法，其特征在于溶劑可以使用鹵代烴，也可以使用鹵代烴和烷烴為主要成分的復(fù)配溶劑，當(dāng)使用復(fù)配溶劑時(shí)，該復(fù)配溶劑所包含的組份及質(zhì)量百分比為:鹵代烴類70%~95%,烷烴類5%~30%。
[0010]上述鹵代烴類為二氯甲烷、1，1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、1，I, 1-三氯乙烷、氯丙烷、2-氯丙烷、3-氯丙烯、2-氯丁烷、1-氯-2-甲基丙烷其中的一種或者幾種。
[0011]上述烷烴類為戊烷、環(huán)戊烷、2-甲基戊烷、正己烷、環(huán)己烷、2，2_ 二甲基丁烷、2，3- 二甲基丁烷、石油醚、6號(hào)溶劑油中的一種或者幾種。
[0012]采用上述溶劑用于分離油砂中油分的提取過程如下:將溶劑與油砂按0.5:1~3:1的質(zhì)量比混合,在15~40°C下攪拌10~40分鐘，使油砂中的油分進(jìn)入溶劑相，然后通過離心或過濾分離油砂和液相，再將液相通過常壓蒸餾或減壓蒸餾或蒸發(fā)濃縮回收其中的油分和溶劑，回收后的溶劑可重復(fù)使用。
[0013]本發(fā)明具有以下有益效果:1、油分回收率高，可回收油砂中90~98%的油分；2、溶劑不含芳烴、價(jià)格低，與油分相對(duì)揮發(fā)度高，易分離回收；3、工藝簡(jiǎn)單，能耗低，整個(gè)操作過程可在常壓和低于100°C下進(jìn)行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】來詳細(xì)說明本發(fā)明；
[0015]圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0017]參照?qǐng)D1，本具體實(shí)施采用以下技術(shù)方案:一種提取油砂中油分的溶劑和方法，其特征在于溶劑可以使用鹵代烴，也可以使用鹵代烴和烷烴為主要成分的復(fù)配溶劑，當(dāng)使用復(fù)配溶劑時(shí)，該復(fù)配溶劑所包含的組份及質(zhì)量百分比為:鹵代烴類70%~95%，烷烴類5%~30%。
[0018]上述鹵代烴類為二氯甲烷、1，1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、1，I, 1-三氯乙烷、氯丙烷、2-氯丙烷、3-氯丙烯、2-氯丁烷、1-氯-2-甲基丙烷其中的一種或者幾種。
[0019]上述烷烴類為戊烷、環(huán)戊烷、2-甲基戊烷、正己烷、環(huán)己烷、2，2_ 二甲基丁烷、2，3- 二甲基丁烷、石油醚、6號(hào)溶劑油中的一種或者幾種。
[0020]本【具體實(shí)施方式】的提取方法:包括溶劑提取、固液分離、油分回收以及溶劑再生利用等部分，該方法使用有機(jī)溶劑在一定的條件下提取油砂中的油分后，離心或過濾分離固液相后，對(duì)液相通過蒸餾或蒸發(fā)濃縮分離油分和溶劑，再對(duì)固相加熱回收殘留溶劑，其工藝流程如圖1所示。
[0021]所述的溶劑與油砂按0.5:1~3:1的質(zhì)量比混合。
[0022]所述的提取方法在15~40°C下提取油砂中的油分。
[0023]所述的提取方法中的提取時(shí)間為10~40分鐘，使油砂中的油分快速進(jìn)入溶劑中。
[0024]所述的提取方法中的固液分離可通過離心或過濾分離油砂和液相。
[0025] 所述的提取方法通過常壓或者減壓蒸餾或蒸發(fā)濃縮分離油分和溶劑。
[0026]所述的提取方法通過干燥器加熱分離后的殘砂回收殘砂表面的殘留溶劑。
[0027]實(shí)施例1:將100克二氯甲烷與75克油砂置于500ml三頸瓶中，在20°C下攪拌30分鐘，然后在1500轉(zhuǎn)/分的離心機(jī)中離心分離2分鐘，得到的固體油砂，將溶劑相經(jīng)過蒸餾分離回收溶劑和油分。經(jīng)測(cè)定，使用該溶劑，可使油砂中油分回收率達(dá)97.2%。
[0028]實(shí)施例2:將100克1，2- 二氯乙烷與100克油砂置于500ml三頸瓶中，在25°C下攪拌40分鐘，然后常壓過濾分離，得到的固體油砂，將溶劑相經(jīng)過蒸餾分離回收溶劑和油分。經(jīng)測(cè)定,使用該溶劑,可使油砂中油分回收率達(dá)95.7%。
[0029]實(shí)施例3:配制100克溶劑，其中75克二氯甲烷、25克1，2_ 二氯乙烷。將100克溶劑與50克油砂置于500ml三頸瓶中，在25°C下攪拌30分鐘，然后在1500轉(zhuǎn)/分的離心機(jī)中離心分離2分鐘，得到的固體油砂，將溶劑相經(jīng)過蒸餾分離回收溶劑和油分。經(jīng)測(cè)定，使用該溶劑，可使油砂中油分回收率達(dá)98.1%。
[0030]實(shí)施例4:配制100克溶劑，其中65克二氯甲烷、25克1，1_ 二氯乙烷、10克沸程30-60°C石油醚。將75克溶劑與50克油砂置于500ml三頸瓶中，在20°C下攪拌30分鐘，然后常壓過濾分離，得到的固體油砂，將溶劑相經(jīng)過蒸餾分離回收溶劑和油分。經(jīng)測(cè)定，使用該溶劑，可使油砂中油分回收率達(dá)97.1%。
[0031]實(shí)施例5:配制100克溶劑，其中75克1，1, 1-三氯乙烷、25克沸程30~60°C石油醚。將100克溶劑與100克油砂置于500ml三頸瓶中，在30°C下攪拌30分鐘，然后在1500轉(zhuǎn)/分的離心機(jī)中離心分離2分鐘，得到的固體油砂，將溶劑相經(jīng)過蒸餾分離回收溶劑和油分。經(jīng)測(cè)定,使用該溶劑,可使油砂中油分回收率達(dá)93.1%。
[0032]實(shí)施例6:配制100克溶劑，其中55克氯丙烷、25克1，I, 1-三氯乙烷、14克沸程300C -60°C石油醚、6克戊烷。將100克溶劑與150克油砂置于500ml三頸瓶中，在15°C下攪拌30分鐘，然后在1500轉(zhuǎn)/分的離心機(jī)中離心分離2分鐘，得到固體油砂，將溶劑相經(jīng)過蒸餾分離回收溶劑和油分。經(jīng)測(cè)定，使用該溶劑，可使油砂中油分回收率達(dá)93.7%。
[0033]實(shí)施例7:配制100克溶劑，其中75克二氯甲烷、20克沸程60°C _90°C石油醚、5克6號(hào)溶劑油。將100克溶劑與60克油砂置于500ml三頸瓶中，在30°C下攪拌20分鐘，然后常壓過濾分離，得到的固體油砂，將溶劑相經(jīng)過蒸餾分離回收溶劑和油分。經(jīng)測(cè)定，使用該溶劑，可使油砂中油分回收率達(dá)95.7%。
[0034]實(shí)施例8:配制100克溶劑，其中75克二氯甲烷、5克1_氯_2_甲基丙烷、20克6號(hào)溶劑油。將100克溶劑與150克油砂置于500ml三頸瓶中，在15°C下攪拌35分鐘，然后在1500轉(zhuǎn)/分的離心機(jī)中離心分離2分鐘，得到的固體油砂，測(cè)定其油含量，將溶劑相經(jīng)過蒸餾分離回收溶劑和油分。經(jīng)測(cè)定，使用該溶劑，可使油砂中油分回收率達(dá)95.3%。
[0035]實(shí)施例9:配制100克溶劑，其中79克2_氯丁烷、13克2，2_ 二甲基丁烷、8克2_甲基戊烷。將100克溶劑與120克油砂置于500ml三頸瓶中，在20°C下攪拌30分鐘，然后在1500轉(zhuǎn)/分的離心機(jī)中離心分離2分鐘，得到的固體油砂，將溶劑相經(jīng)過蒸餾分離回收溶劑和油分。經(jīng)測(cè)定,使用該溶劑,可使油砂中油分回收率達(dá)91.4%。
[0036]實(shí)施例10:配制100克溶劑，其中75克1，1-二氯乙烷、15克3-氯丙烯、10克環(huán)戊烷。將100克溶劑與100克油砂置于500ml三頸瓶中，在30°C下攪拌35分鐘，然后在1500轉(zhuǎn)/分的離心機(jī)中離心分離2分鐘，得到的固體油砂，將溶劑相經(jīng)過蒸餾分離回收溶劑和油分。經(jīng)測(cè)定,使用該溶劑,可使油砂中油分回收率達(dá)90.2%。
[0037]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種提取油砂中油分的溶劑，其特征是:溶劑可以使用鹵代烴，也可以使用鹵代烴和烷烴為主要成分的復(fù)配溶劑，當(dāng)使用復(fù)配溶劑時(shí)，該復(fù)配溶劑所包含的組份及質(zhì)量百分比為:鹵代烴類70%~95%，烷烴類5%~30%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提取油砂中油分的溶劑，其特征是:上述鹵代烴類為二氯甲烷、1，1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、1，I, 1-三氯乙烷、氯丙烷、2-氯丙烷、3-氯丙烯、2-氯丁燒、1-氯-2-甲基丙燒其中的一種或者幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提取油砂中油分的溶劑，其特征是:上述烷烴類為戊烷、環(huán)戊烷、2-甲基戊烷、正己烷、環(huán)己烷、2，2-二甲基丁烷、2，3-二甲基丁烷、石油醚、6號(hào)溶劑油中的一種或者幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2和3所述的提取油砂中油分的方法，包括溶劑提取、固液分離、油分回收以及溶劑再生利用等部分，該方法使用有機(jī)溶劑在一定的條件下提取油砂中的油分后，離心或過濾分離固液相后，對(duì)液相通過蒸餾或蒸發(fā)濃縮分離油分和溶劑，再對(duì)固相加熱回收殘留溶劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述提取油砂中油分的方法，其特征是:溶劑與油砂按0.5:1~3:1的質(zhì)量比混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述提取油砂中油分的方法，其特征是:在15~40°C下提取油砂中的油分。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述提取油砂中油分的方法，其特征是:提取10~40分鐘，使油砂中的油分快速進(jìn)入溶劑中。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述提取油砂中油分的方法，其特征是:固液分離可通過離心或過濾分離油砂和液相。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述提取油砂中油分的方法，其特征是:通過常壓或者減壓蒸餾或蒸發(fā)濃縮分離油分和溶劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述提取油砂中油分的方法，其特征是:通過干燥器加熱分離后的殘砂回收殘砂表面的殘留溶劑。
【文檔編號(hào)】C10G1/04GK103484144SQ201310442265
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】王豪, 劉振偉, 唐怡, 馮朝陽 申請(qǐng)人:四川新方向節(jié)能減排技術(shù)咨詢有限公司