一種用于油砂常溫萃取分離的復(fù)合溶劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種在常溫條件下從瀝青砂或焦油砂中提取瀝青油的復(fù)合溶劑。它能高效、方便的從油砂中萃取分離瀝青油。其技術(shù)方案是：制備該復(fù)合溶劑所用原料的組分及質(zhì)量百分比為：CS230-60%、MTBE15-50%、甲苯5-10%、石油醚2-16%、正庚烷2-3%、正戊烷1-3%、環(huán)己烷1-2%；其制備方法是：先將30-60%的CS2放入反應(yīng)罐里，攪拌下加入15-50%的MTBE和5-10%甲苯；然后緩慢加入2-16%的石油醚、2-3%的正庚烷、1-3%的正戊烷、1-2%的環(huán)己烷，繼續(xù)攪拌混合均勻，制得本復(fù)合溶劑。該復(fù)合溶劑對(duì)油砂瀝青有較好的溶解能力，能在常溫條件下將瀝青油與泥砂有效分離；其工藝簡(jiǎn)單、易于控制、瀝青回收率高、分離成本低。
【專利說明】一種用于油砂常溫萃取分離的復(fù)合溶劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域的產(chǎn)品分離技術(shù)，具體涉及一種在常溫條件下從浙青砂或焦油砂中提取浙青油的萃取分離的復(fù)合溶劑。
【背景技術(shù)】
[0002]油砂(oil sand)又稱浙青砂(bituminous sand)或焦油砂(tar sand),是一種表面被浙青等重油包著的砂石，外觀似黑色的糖蜜，主要成分有浙青、水、粘土和砂礫。不同地區(qū)油砂礦的組成不同，一般情況下，在油砂中浙青等重油所占的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為3%~30%，無機(jī)礦物質(zhì)占80%~85%，水占3%~6%。
[0003]隨著常規(guī)石油儲(chǔ)備的消耗以及世界經(jīng)濟(jì)對(duì)石油需求的不斷增加，常規(guī)石油資源已不能滿足石油需求的快速增長(zhǎng)，人們開始把目光轉(zhuǎn)向非常規(guī) 石油資源。油砂作為非常規(guī)石油資源的主要來源，在世界能源供給中起著舉足輕重的作用。因此，對(duì)于油砂資源的開發(fā)方法研究，有利于開辟新的石油供給線，緩解目前日趨緊張的油氣供需關(guān)系。世界油砂資源非常豐富，根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局2004年的研究，世界油砂浙青油的可采資源量為1035.1億噸，僅次于常規(guī)石油可采資源量。油砂資源在全球分布并不均勻，主要分布在北美洲、原蘇聯(lián)、拉丁美洲和加拉比海地區(qū)。資源豐富的國(guó)家有加拿大、委內(nèi)瑞拉、俄羅斯、美國(guó)、尼日利亞、中國(guó)等。其中加拿大居首位，油砂地質(zhì)資源量為2592億噸，占世界油砂地質(zhì)資源總量的84%。原蘇聯(lián)地區(qū)占總量的10%，美國(guó)、委內(nèi)瑞拉、尼日利亞分別占總量的3%、2%、1%。我國(guó)油砂資源主要分布在各大盆地，其中準(zhǔn)格爾盆地、塔里木盆地、羌塘盆地、柴達(dá)木盆地、松遼盆地、四川盆地、鄂爾多斯盆地中油砂地質(zhì)資源量為52.92億立方米，占全國(guó)總資源量的
88.6%。各盆地油砂資源分布不均，與常規(guī)油氣資源的分布特征相似，油砂資源量較大且有開發(fā)前景的盆地依次為準(zhǔn)格爾盆地、松遼盆地、塔里木盆地、鄂爾多斯盆地、柴達(dá)木盆地以及四川盆地等。
[0004]油砂露天開采后，可以用熱堿水水洗、溶劑萃取、熱解干餾和超聲波輔助分離等技術(shù)提取浙青。其中熱堿水水洗技術(shù)是迄今為止唯一的商業(yè)化方法，已在加拿大的Syncrude、Suncor等公司得以工業(yè)化應(yīng)用。但是，以往的研究表明，熱堿水水洗技術(shù)只適用于砂子和浙青間存在水膜的水潤(rùn)濕型(water-wet)油砂,而對(duì)于油潤(rùn)濕型(oil-wet)油砂，即使溫度提高到90°C，也不能得到有效的分離。
[0005]溶劑萃取是根據(jù)相似相溶的原理，利用溶劑分子對(duì)浙青的溶解性，使油層從砂礫上脫落下來，實(shí)現(xiàn)浙青和砂的分離。
[0006]CN101544902A公開了以一種油砂萃取分離的復(fù)合溶劑，該溶劑由輕石腦油與乙酸異戊酯、戊烷按重量比20:1:1的比例混合；油砂與溶劑的按重量比1:0.2進(jìn)行混合，在50°C條件下，依次經(jīng)過一、二、三級(jí)萃取后并經(jīng)過分離提純得到純度大于99%的稠油。該方法能得到比較純的稠油，但是所用溶劑沸點(diǎn)高，造成溶劑難回收，增加生產(chǎn)成本。
[0007]CN102391185A公開了一種用于輔助油砂分離的離子液體及分離方法，其離子液體為1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽。離子液體添加量為油砂質(zhì)量的I~5倍，有機(jī)溶劑體積與油砂質(zhì)量比為I~12mL/g，浙青萃取分離在15°C~60°C下進(jìn)行，有機(jī)溶劑于70~200°C經(jīng)蒸餾收集。油砂分離后的殘砂和離子液體常溫經(jīng)少量水洗，離子液體和水經(jīng)過蒸餾分離，循環(huán)使用。該方法浙青提取效率可達(dá)95%。該方法雖然能得到很高的浙青提取效率，但該方法中離子液體價(jià)格昂貴、用量大，有機(jī)溶劑用量大、回收溫度高，這些無疑都增加了生產(chǎn)成本
[0008]US20120074045A1公開了一種用于油砂萃取分離的溶劑，溶劑為CS2，該溶劑對(duì)浙青具有很好的溶解性，并且該溶劑沸點(diǎn)低(46.25°C)，該萃取過程可在常溫下進(jìn)行，并且可在低溫條件下回收溶劑。但是CS2密度高(1.26g/mL)，這使得CS2與細(xì)小顆粒分離困難，而且對(duì)于粘土含量高的油砂使用CS2會(huì)使得油砂嚴(yán)重結(jié)塊，增加了油砂分離的難度。
[0009]CN101260308A公開了一種用于提取油砂浙青油的分離劑，包括氫氧化鈉、磷酸類鈉(或鉀)鹽、硅酸鈉(或鉀)鹽、碳酸類鈉(或鉀)鹽、氯化鈉、油溶劑、表面活性劑和水。該分離劑提取浙青工藝簡(jiǎn)單、易于控制、分離效果顯著，但是使用的堿性藥劑和表面活性劑易使浙青油形成乳狀液，增加后續(xù)分離難度，同時(shí)該分離劑含有85-94%的水，分離過程會(huì)有污水產(chǎn)生，既浪費(fèi)水資源又不利于環(huán)保。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是:為了高效、方便的從油砂中萃取分離浙青油，特提供一種用于油砂常溫萃取分離的復(fù)合溶劑
[0011]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種用于油砂常溫萃取分離的復(fù)合溶劑，制備該復(fù)合溶劑所用原料的組分及質(zhì)量百分比為，其質(zhì)量單位為克:
[0012]
二硫化碳(CS2)30-60%
甲基叔丁基醚(MTBE)15-50%
甲苯5-10%
石油醚2-16%
正庚烷2-3%
正戊烷1-3%
環(huán)己烷1-2%
[0013]其配制方法是:先將原料質(zhì)量百分比為30-60%的CS2放入反應(yīng)罐里，攪拌下加入15-50%的MTBE和5-10%甲苯；然后緩慢加入2-16%的石油醚、2_3%的正庚烷、1_3%的正戊烷、1-2%的環(huán)己烷，繼續(xù)攪拌混合均勻，即制得本產(chǎn)品油砂常溫萃取分離的復(fù)合溶劑。
[0014]該復(fù)合溶劑用于油砂常溫萃取分離的方法，先將油砂礦經(jīng)過粉碎，篩分出40目的顆粒；再將篩選出的油砂顆粒加入到萃取罐中，按復(fù)合溶劑與油砂的質(zhì)量比為0.6-1.0加入本復(fù)合溶劑，在常溫條件下進(jìn)行攪拌萃取30-50min ;萃取結(jié)束后，將固液相分離，液相用離心機(jī)離心后，將上層液體用蒸餾塔回收復(fù)合溶劑，循環(huán)使用，塔底得到油砂浙青油；最后將固相在100°C下進(jìn)行烘干，得到干凈的砂子，通過測(cè)定萃取前后油砂的含油率計(jì)算油砂浙青油的收率，其浙青油收率可達(dá)到91~96%。[0015]該復(fù)合溶劑萃取分離油砂浙青油具有如下有益效果:(I)該復(fù)合溶劑對(duì)油砂浙青油有較好的溶解能力，能在常溫條件下將油砂浙青油與泥砂有效分離，萃取溫度低、無水參與、工藝簡(jiǎn)單、易于控制，浙青油回收率較高，達(dá)90%以上；(2)該復(fù)合溶劑用量少，分離效果顯著，能耗低、效率高，較大地降低了分離成本，提高了萃取分離的經(jīng)濟(jì)效率；(3)使用本復(fù)合溶劑萃取分離油砂浙青油不易形成乳狀液，能較快的實(shí)現(xiàn)油、砂分離，復(fù)合溶劑可循環(huán)利用，對(duì)環(huán)境無傷害。
【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例中采用克拉瑪依油砂，油砂由7.46%的浙青油、1.30%水和91.24%的泥砂組成。
[0017]實(shí)施例中油砂浙青油的收率按下式計(jì)算:
[0018]η = (1-ω1/ω2) X100% (I)
[0019]式中，η為油砂浙青油的收率，% ； ω I為尾砂的含油率，% ; ω2為油砂原料的含油
率，％。
[0020]實(shí)施例1
[0021]復(fù)合溶劑的制備方法是:先將60gCS2放入反應(yīng)罐里，攪拌下加入15gMTBE和5g甲苯；然后緩慢加入16g石油醚、2g正庚烷、Ig正戊烷、Ig環(huán)己烷，繼續(xù)攪拌混合均勻即可。
[0022]以克拉瑪依油砂作為萃取對(duì)象，按劑砂比1:1用于g拉瑪依油砂萃取分離，經(jīng)測(cè)定，使用該復(fù)合溶劑，可使g拉瑪依油砂中的浙青油收率達(dá)到95.97%，尾砂含油率為0.30%。
[0023]實(shí)施例2
[0024]復(fù)合溶劑的制備方法是:先將30gCS2放入反應(yīng)罐里，攪拌下加入50gMTBE和IOg甲苯；然后緩慢加入2g石油醚、3g正庚烷、3g正戊烷、2g環(huán)己烷，繼續(xù)攪拌混合均勻即可。
[0025]以克拉瑪依油砂作為萃取對(duì)象，按劑砂比0.9:1用于g拉瑪依油砂萃取分離，經(jīng)測(cè)定，使用該復(fù)合溶劑，可使g拉瑪依油砂中的浙青油收率達(dá)到92.35%，尾砂含油率為0.57%。
[0026]實(shí)施例3
[0027]復(fù)合溶劑的制備方法是:先將50gCS2放入反應(yīng)罐里，攪拌下加入30gMTBE和IOg甲苯；然后緩慢加入4g石油醚、3g正庚烷、2g正戊烷、Ig環(huán)己烷，繼續(xù)攪拌混合均勻即可。
[0028]以克拉瑪依油砂作為萃取對(duì)象，按劑砂比0.8:1用于g拉瑪依油砂萃取分離，經(jīng)測(cè)定，使用該復(fù)合溶劑，可使g拉瑪依油砂中的浙青油收率達(dá)到92.09%，尾砂含油率為0.59%。
[0029]實(shí)施例4
[0030]復(fù)合溶劑的制備方法是:先將40gCS2放入反應(yīng)罐里，攪拌下加入30gMTBE和IOg甲苯；然后緩慢加入16g石油醚、2g正庚烷、Ig正戊烷、Ig環(huán)己烷，繼續(xù)攪拌混合均勻即可。
[0031]以克拉瑪依油砂作為萃取對(duì)象，按劑砂比0.7:1用于g拉瑪依油砂萃取分離，經(jīng)測(cè)定，使用該復(fù)合溶劑，可使g拉瑪依油砂中的浙青油收率達(dá)到91.55%，尾砂含油率為0.63%。
[0032]實(shí)施例5
[0033]復(fù)合溶劑的制備方法是:先將60gCS2放入反應(yīng)罐里，攪拌下加入20gMTBE和5g甲苯；然后緩慢加入IOg石油醚、2g正庚烷、Ig正戊烷、2g環(huán)己烷，繼續(xù)攪拌混合均勻即可。
[0034]以克拉瑪依油砂作為萃取對(duì)象，按劑砂比0.6:1用于g拉瑪依油砂萃取分離，經(jīng)測(cè)定，使用該復(fù)合溶劑，可使g拉瑪依油砂中的浙青油收率達(dá)到91.15%，尾砂含油率為0.66%。[0035]實(shí)施例6
[0036]復(fù)合溶劑的制備方法是:先將40gCS2放入反應(yīng)罐里，攪拌下加入40gMTBE和8g甲苯；然后緩慢加入7g石油醚、3g正庚烷、Ig正戊烷、Ig環(huán)己烷，繼續(xù)攪拌混合均勻即可。
[0037]以克拉瑪依油砂作為萃取對(duì)象，按劑砂比0.8:1用于g拉瑪依油砂萃取分離，經(jīng)測(cè)定，使用該復(fù)合溶劑，可使g拉瑪依油砂中的浙青油收率達(dá)到93.30%，尾砂含油率為0.50%。
[0038]實(shí)施例7
[0039]復(fù)合溶劑的制備方法是:先將45gCS2放入反應(yīng)罐里，攪拌下加入35gMTBE和IOg甲苯；然后緩慢加入6g石油醚、2g正庚烷、Ig正戊烷、Ig環(huán)己烷，繼續(xù)攪拌混合均勻即可。
[0040]以克拉瑪依油砂作為萃取對(duì)象，按劑砂比0.6:1用于g拉瑪依油砂萃取分離，經(jīng)測(cè)定，使用該復(fù)合溶劑，可使g拉瑪依油砂中的浙青油收率達(dá)到91.82%，尾砂含油率為0.61%。
[0041]實(shí)施例8
[0042]復(fù)合溶劑的制備方法是:先將35gCS2放入反應(yīng)罐里，攪拌下加入35gMTBE和IOg甲苯；然后緩慢加入15g石油醚、2g正庚烷、Ig正戊烷、2g環(huán)己烷，繼續(xù)攪拌混合均勻即可。
[0043]以克拉瑪依油砂作為萃取對(duì)象，按劑砂比0.7:1用于g拉瑪依油砂萃取分離，經(jīng)測(cè)定，使用該復(fù)合溶劑，可使g拉瑪依油砂中的浙青油收率達(dá)到93.16%，尾砂含油率為0.51%。
【權(quán)利要求】
1.一種用于油砂常溫萃取分離的復(fù)合溶劑，其特征是:制備該復(fù)合溶劑所用原料的組分及質(zhì)量百分比為，其質(zhì)量單位為克:二硫化碳(CS2)30-60%甲基叔丁基醚(MTBE)15-50%甲苯5-10%石油K2-16%正庚烷2-3%正戊烷1-3%環(huán)己焼1-2% 其配制方法是，在常溫條件下，先將原料質(zhì)量百分比為30-60%的CS2放入反應(yīng)罐里，攪拌下加入15-50%的MTBE和5-10%甲苯；然后緩慢加入2-16%的石油醚、2_3%的正庚烷、1-3%的正戊烷、1-2%的環(huán)己烷，繼續(xù)攪拌混合均勻，即制得本產(chǎn)品油砂常溫萃取分離的復(fù)合溶劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油砂常溫萃取分離的復(fù)合溶劑，其特征是:該復(fù)合溶劑用于油砂常溫萃取分離的方法，先將油砂礦經(jīng)過粉碎，篩分出40目的顆粒；再將篩選出的油砂顆粒加入到萃取罐中 ，按復(fù)合溶劑與油砂的質(zhì)量比為0.6-1.0加入本復(fù)合溶劑，在常溫條件下進(jìn)行攪拌萃取30-50min ;萃取結(jié)束后，將固液相分離，液相用離心機(jī)離心后，將上層液體用蒸餾塔回收復(fù)合溶劑，塔底得到油砂浙青油；最后將固相在100°C下進(jìn)行烘干，得到干凈的砂子，通過測(cè)定萃取前后油砂的含油率計(jì)算油砂浙青油的收率。
【文檔編號(hào)】C10G1/04GK103923686SQ201410158341
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】唐曉東, 李晶晶, 李斌, 張洋勇, 鄧杰義, 王軒, 劉鉉東, 朱海 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)