BR112016028935B1

BR112016028935B1 - método para a separação de hidrocarbonetos

Info

Publication number: BR112016028935B1
Application number: BR112016028935-8A
Authority: BR
Inventors: Lasse Kyllönen; Alistair King; Samantha Kiljunen; Mehrdad Hesampour
Original assignee: Kemira Oyj
Priority date: 2014-06-17
Filing date: 2015-06-17
Publication date: 2021-02-17
Also published as: WO2015193550A1; EA031298B1; CN106459770A; US20170130135A1; MX2016016741A; SA516380510B1; BR112016028935A2; EP3158027B1; US10093862B2; EA201692403A1; CN106459770B; ECSP16095395A; PE20161489A1; CA2894376C; EP3158027A1; CA2894376A1

Abstract

MÉTODO PARA A SEPARAÇÃO DE HIDROCARBONETOS E USO DE SAL FUNDIDO. A invenção se refere ao uso de um sal fundido reversível para a separação de hidrocarbonetos, tal como betume e/ou óleo pesado bruto, a partir de material que compreende sólidos minerais. A invenção se refere também a um método que compreende pelo menos as etapas de: (a) manter uma fase líquida que compreende um sal fundido reversível, de preferência um líquido iônico reversível, em contato com sólidos minerais que compreendem hidrocarbonetos e extrair hidrocarbonetos da fase líquida a partir dos sólidos minerais, (b) separar a fase de sólidos minerais da fase líquida que compreende sal fundido e hidrocarbonetos, (c) separar hidrocarbonetos da fase líquida que compreende sal fundido e (d) reciclar a fase líquida que compreende o sal fundido para a etapa (a).

Description

MÉTODO PARA A SEPARAÇÃO DE HIDROCARBONETOS

[001] A presente invenção se refere a um método para a separação de hidrocarbonetos e ao uso de um sal fundido de acordo com preâmbulos das reivindicações independentes incluídas.

[002] Areias petrolíferas, as quais também são conhecidas como areias de alcatrão, são misturas de argila, areia, água e hidrocarbonetos pesados, tal como betume. Elas constituem uma fonte potencial de hidrocarbonetos para a indústria petroquímica. No entanto, os processos conhecidos para separar e recuperar hidrocarbonetos a partir das areias petrolíferas são caros, complicados e produzem danos ambientais significativos. Os métodos convencionais de extração de betume usam água quente e soda cáustica para separar o betume da areia e argila em um processo de espuma-flotação. Os rejeitos do processo de flotação são tratados através de vários ciclos de recuperação. Problematicamente, os rejeitos contêm tensoativos naturais, os quais estabilizam a mistura de rejeitos de argila, areia e álcali e evitam a remoção efetiva de resíduos de hidrocarbonetos e excesso de água da dita mistura de rejeitos. O resultado é uma mistura de tipo lama cáustica aquosa, a qual contém uma elevada concentração de hidrocarbonetos tóxicos e oligoelementos, tal como arsênio. Esta mistura perigosa não pode ser empilhada e é difícil de transportar, tratar ou armazenar de forma segura e ambientalmente sustentável. Problemas similares também podem estar relacionados à recuperação de óleo a partir de xisto betuminoso. Consequentemente, há uma necessidade de métodos aprimorados para separar hidrocarbonetos de material que compreende sólidos minerais, tais como areia e argila.

[003] Um objetivo da presente invenção é minimizar ou mesmo eliminar totalmente as desvantagens existentes no estado da técnica.

[004] Outro objetivo da presente invenção é fornecer um método simples e econômico para separar hidrocarbonetos, tal como betume, a partir de material que compreende sólidos minerais, por exemplo, areias petrolíferas ou similar.

[005] Um objetivo adicional da presente invenção é fornecer um método que seja eficaz e ambientalmente viável e que seja fácil de escalonar para a escala industrial.

[006] A invenção é definida nas partes caracterizadoras das reivindicações independentes incluídas. Algumas modalidades preferíveis da invenção são definidas nas reivindicações dependentes. Todas as características descritas se aplicam tanto ao uso quanto ao método da invenção, quando aplicável, ainda que não necessariamente indicado.

[007] A presente invenção se refere, tipicamente, a um uso de um sal fundido reversível, de preferência um líquido iônico reversível, para separar hidrocarbonetos, tais como betume e/ou óleo pesado bruto, de material que compreende sólidos minerais.

[008] O método típico para a separação de hidrocarbonetos, tais como betume e/ou óleo pesado bruto, a partir de sólidos minerais, compreende pelo menos as etapas de:

(a) manter uma fase líquida que compreende um sal fundido reversível, de preferência um líquido iônico reversível, em contato com sólidos minerais que compreendem hidrocarbonetos e extrair hidrocarbonetos da fase líquida a partir dos sólidos minerais,
(b) separar a fase de sólidos minerais da fase líquida que compreende sal fundido e hidrocarbonetos,
(c) separar hidrocarbonetos da fase líquida que compreende sal fundido,
(d) reciclar a fase líquida que compreende o sal fundido para a etapa (a).

[009] Surpreendentemente, descobriu-se agora que um sal fundido reversível, de preferência um líquido iônico reversível, pode ser usado com sucesso para a separação de hidrocarbonetos de material que compreende sólidos minerais, tais como areia e/ou argila, bem como hidrocarbonetos. Os hidrocarbonetos são efetivamente separados dos sólidos minerais em uma fase líquida que compreende o sal fundido reversível. A eficiência de separação é pelo menos tão boa quanto com os métodos do estado da técnica, tipicamente muito melhor. O sal fundido é reversível, o que significa que ele pode ser facilmente reciclado e reutilizado no processo de separação, o que aprimora substancialmente a economia de processo. Os sólidos minerais, os quais são obtidos como a fase sólida do processo, são limpos, fáceis de manusear e podem ser descartados sem efeitos ambientais nocivos. Em geral, a presente invenção fornece um processo com grandes benefícios ambientais e econômicos.

[0010] No presente contexto, o termo "sal fundido" abrange todos os sais fundidos que podem ser reutilizados e reciclados no presente método. O termo abrange misturas eutéticas e líquidos iônicos. De acordo com uma modalidade preferida da invenção, o sal fundido é um líquido iônico reversível. O termo "líquido iônico" é entendido aqui como sendo um material similar a um sal iônico, o qual é líquido em uma temperatura < 100 °C em pressão atmosférica. Os líquidos iônicos incluem dois componentes, a saber, um componente catiônico e um componente aniônico. Além disso, o termo "líquido iônico reversível" denota, neste contexto, que os componentes moleculares que compreendem o líquido iônico podem ser transformados em líquido iônico e vice-versa, quer por meio de aplicação de calor, vácuo ou borbulhamento de um gás adequado, tal como N2 ou gás ácido apropriado, tal como CO2, na mistura de componentes moleculares. Também pode ser possível dissociar o líquido iônico usando a química de ácido-base. De preferência, o líquido iônico reversível pode ser uma combinação dissociada de ácido e base, a qual pode ser convertida novamente em formas de ácido e base destiláveis mediante aplicação de calor. Os líquidos iônicos onde a carga positiva não pode ser removida, tais como 1,3-dialquilimidazólio, tetra-alquilfosfônio, trialquilsulfônio e tetra-alquilamônio, são excluídos dos líquidos iônicos que são usados na presente invenção.

[0011] Os líquidos iônicos os quais são adequados para uso na presente invenção têm uma pressão de vapor insignificante em temperatura ambiente, tipicamente cerca de 10-10 Pa, porém, podem ser convertidos na forma a qual tem uma pressão de vapor a 130 °C > 0,01 Pa, de preferência > 0,1 Pa. Os líquidos iônicos são solúveis em água e insolúveis em solventes orgânicos não polares. Os líquidos iônicos são, de preferência, biodegradáveis. Neste contexto, os compostos e composições são ditos como biodegradáveis se eles atingem um nível de biodegradação maior do que 60%, a avaliação sendo baseada na assim denominada BOD5 (Demanda de Oxigênio Bioquímica após 5 dias) ou "Teste em Garrafa Fechada" (OCDE 301D).

[0012] De acordo com uma modalidade da invenção, o líquido iônico reversível é um líquido iônico prótico, onde a base não conjugada tem um valor pKb aquoso < 16, de preferência < 12, mais preferivelmente na faixa entre 0 e 12. O líquido iônico reversível pode ser um líquido iônico prótico, onde a base não conjugada tem um valor pKb aquoso na faixa de 0-16, de preferência 1-12, mais preferivelmente 5-12. O líquido iônico é dissociado por meio de métodos térmicos e/ou químicos, de preferência através de destilação, química de dissociação de ácido-base ou borbulhamento de um gás adequado, tal como N2 ou um gás ácido apropriado no líquido, tal como dióxido de carbono.

[0013] De acordo com uma modalidade da invenção, o líquido iônico reversível é preparado a partir de uma amina primária, secundária ou terciária substituída, tal como tributilamina, a partir de uma piridina substituída, a partir de um alquilimidazol, a partir de uma amidina substituída ou a partir de uma guanidina substituída, em conjunto com um ácido inorgânico ou orgânico conjugado. O ácido conjugado pode ser um ácido carboxílico, tal como ácido propiônico, ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, hidrogenofosfonato de metila, fosfato de dimetila ou ácido fosfínico. De preferência, o ácido conjugado é ácido carboxílico. Um líquido iônico preferível é preparado a partir de uma guanidina substituída, a qual é tetrametilguanidina (TMG), 1,1,2,3,3-pentametilguanidina (PMG) ou 2-butil-1,1,3,3-tetrametilguanidina (BTMG). Tetrametilguanidina é preferida, especialmente para o tratamento de areias petrolíferas. Especialmente preferido é o propionato de tetrametilguanidina. Outro líquido iônico preferível é preparado usando uma amidina substituída, a qual é 1,8-diazabiciclo[5.4.0]-undec-7-eno (DBU).

[0014] De acordo com uma modalidade da invenção, o líquido iônico reversível é preparado a partir de 1,2-dimetil-1,4,5,6-tetra-hidropirimidina (DTP) ou imino-tris(dimetilamino)fosforano (ITDP) com um ácido inorgânico ou orgânico conjugado. O ácido conjugado pode ser um ácido carboxílico, tal como ácido propiônico, ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, hidrogenofosfonato de metila, fosfato de dimetila ou ácido fosfínico.

[0015] O líquido iônico reversível também pode ser N',N'-dimetilcarbamato de N,N-dimetilamônio (DIMCARB) ou qualquer variante do mesmo.

[0016] Na etapa (a) do método, uma fase líquida que compreende um sal fundido reversível, de preferência um líquido iônico reversível, é contatada, por exemplo, por meio de mistura em um reator, com um material que compreende sólidos minerais e hidrocarbonetos, tal como betume. Assim, é obtida uma mistura que compreende pelo menos 1) uma fase sólida que compreende principal ou inteiramente partículas de sólidos minerais, isto é, partículas de areia e/ou argila e 2) uma fase líquida que compreende o sal fundido e hidrocarbonetos. Pelo menos alguns hidrocarbonetos dos sólidos minerais são separados ou dissociados dos sólidos minerais e extraídos através de uma extração de sólido-líquido para a fase líquida, uma vez que os hidrocarbonetos são parcial ou completamente solúveis no sal fundido, tal como o líquido iônico. Vantajosamente, há apenas uma fase líquida presente na etapa (a), isto é, ela é um sistema com duas fases que compreende uma fase sólida e uma fase líquida. Em uma modalidade, alguns hidrocarbonetos se separam em uma camada de fase de hidrocarboneto distinta, a qual pode ser removida da mistura. De acordo com uma modalidade, a temperatura durante a separação e/ou a reação de extração é < 100 °C. Energia térmica pode ser aplicada à mistura, se necessário.

[0017] De acordo com uma modalidade da invenção, a proporção de sal fundido, tal como líquido iônico, para material que compreende sólidos minerais e hidrocarbonetos pode estar na faixa de 0,1-10, de preferência 0,5-7, mais preferivelmente 1-5.

[0018] De acordo com uma modalidade da invenção, a etapa (a) é essencialmente isenta de solventes orgânicos que geram Composto Orgânico Volátil (Volatile Organic Compound - VOC), tais como tolueno, querosene, xileno, hexano, benzeno ou nafta. Desta forma, as emissões de VOC provenientes do processo podem ser mantidas baixas ou inexistentes. De preferência, todas as etapas do processo são isentas de solventes orgânicos que geram VOC. Neste contexto, os compostos de hidrocarbonetos com ponto de ebulição < 80 °C, baixa a média solubilidade em água, elevada pressão de vapor e baixo peso molecular são considerados como solventes orgânicos que geram VOC.

[0019] Na etapa (b) do método, a fase sólida mineral é separada da fase líquida que compreende sal fundido e hidrocarbonetos. A separação das diferentes fases pode ser realizada usando qualquer método de separação convencional que seja adequado para esta finalidade, por exemplo, sedimentação, filtração, centrifugação ou similar.

[0020] A fase de sólidos minerais da etapa (b) pode ser adicionalmente processada, por exemplo, por meio de lavagem. Algumas vezes, a fase de sólidos minerais separada pode conter algum sal fundido remanescente, tal como líquido iônico. De acordo com uma modalidade da invenção, um agente de extração líquido é adicionado à fase de sólidos minerais separada da fase (b), o sal fundido remanescente, tal como o líquido iônico, é extraído da fase de sólidos minerais e a fase de sólidos minerais é separada da fase líquida. O agente de extração líquido pode ser água, metanol, etanol ou qualquer uma de suas misturas. Isto significa que o sal fundido, que possivelmente permanece na fase de sólidos minerais e separado juntamente com a mesma, pode ser eficazmente recuperado com uma simples lavagem ou extração com o agente de extração, tal como água ou etanol. A fase líquida deste subprocesso pode ser combinada com o fluxo principal do processo. Tudo isto aprimora o grau de reciclagem do sal fundido, tal como o líquido iônico, no processo. Ao mesmo tempo, a fase de sólidos minerais resultantes obtidos é relativamente pura e pode ser empilhada ou usada como aterro.

[0021] A fase líquida proveniente da etapa (b), a qual compreende a parte principal do sal fundido, tal como o líquido iônico, bem como hidrocarbonetos, é transportada para a etapa (c), na qual os hidrocarbonetos são separados da fase líquida. A separação de hidrocarbonetos da fase líquida pode ser realizada por meio de precipitação ou destilação. Por exemplo, a separação de hidrocarbonetos da fase líquida pode ser obtida por meio de precipitação, onde é usado um agente de extração líquido. O agente de extração líquido pode ser água, metanol, etanol ou qualquer uma de suas misturas e pode ser igual ou diferente do agente de extração usado para a possível separação de sal fundido, tal como líquido iônico, da fase de sólidos minerais após sua separação na etapa (b). O agente de extração provoca a precipitação de hidrocarbonetos da fase líquida que compreende o sal fundido. Assim, é criado um sistema com duas fases onde os hidrocarbonetos precipitados formam a fase sólida e o sal fundido, tal como o líquido iônico, e o agente de extração formam a fase líquida. O precipitado de hidrocarboneto é separado da fase líquida que compreende o sal fundido. A separação pode ser feita usando qualquer método adequado conhecido como tal. Outra alternativa é separar os hidrocarbonetos da fase líquida que compreende o sal fundido, tal como o líquido iônico, por meio de destilação à medida que eles destilam em diferentes temperaturas.

[0022] O precipitado de hidrocarboneto separado ou as frações de hidrocarboneto destiladas separadas do presente processo podem ser usadas para a produção de petróleo bruto sintético. Os hidrocarbonetos separados podem ser processados, por exemplo, para a remoção do excesso de carbono e para a adição de hidrogênio.

[0023] Na etapa (d) do presente método, a fase líquida que compreende o sal fundido, tal como o líquido iônico, é reciclada de volta para a etapa (a) do método. A fase líquida pode compreender, nesta fase, não apenas o sal fundido, mas também quantidades variáveis de agente(s) de extração ou outros componentes líquidos. De acordo com uma modalidade preferível, o volume da fase líquida que compreende o sal fundido, tal como o líquido iônico, é reduzido antes que a fase líquida seja reciclada para a etapa (a) do método. A redução de volume pode ser feita, por exemplo, por meio de evaporação. Isto é especialmente preferido se a quantidade de agente de extração e/ou outros componentes líquidos tiver aumentado acima de um nível predeterminado na fase líquida. De acordo com uma modalidade, a quantidade de agente de extração na fase líquida que é reciclada de volta para a etapa (a) é menos do que 5% em peso, mesmo menos do que 1% em peso, algumas vezes até menos do que 0,5% em peso.

[0024] De acordo com uma modalidade da invenção, o sal fundido, tal como o líquido iônico, na fase líquida é regenerado após a fase líquida ser separada dos hidrocarbonetos na etapa (c) e antes de reciclagem para a etapa (a), por meio de destilação, química de dissociação de ácido-base ou borbulhamento de gás na fase líquida. Deste modo, o sal fundido, tal como o líquido iônico, pode ser invertido ou dissociado e efetivamente recuperado. No entanto, não é necessário regenerar o sal fundido, tal como o líquido iônico, toda vez que a fase líquida é reciclada da etapa (d) de volta para a etapa de extração (a).

[0025] De acordo com uma modalidade da invenção, pelo menos 80%, de preferência pelo menos 90%, mais preferivelmente pelo menos 95%, algumas vezes até pelo menos 97% ou pelo menos 99% do sal fundido, tal como o líquido iônico, alimentado para a etapa (A) são reciclados de novo para a etapa (a).

[0026] O material que compreende sólidos minerais e hidrocarbonetos pode ser triturado, moído ou de outra forma fragmentado para um tamanho de partícula adequado antes de ser colocado em contato com o sal fundido, tal como o líquido iônico.

[0027] O material que compreende sólidos minerais e hidrocarbonetos pode ser areia petrolífera, xisto betuminoso, areia contaminada com óleo ou terra contaminada com óleo, material de uma lagoa de rejeitos ou areia que contém óleo bruto. No contexto do presente pedido de patente, o termo "hidrocarboneto" é entendido como compostos que compreendem principalmente hidrogênio e carbono. Especialmente, o termo "hidrocarboneto" designa, neste caso, o óleo bruto não refinado natural, betume, óleo de xisto e assim por diante. O betume é entendido aqui como uma mistura altamente viscosa de hidrocarbonetos mais pesados do que pentanos.

[0028] De acordo com uma modalidade, a presente invenção é especialmente adequada para separar hidrocarbonetos de areia petrolífera. A areia petrolífera é uma mistura que compreende hidrocarbonetos, tais como betume bruto semissólido, água e sólidos minerais, tais como areias de sílica e minerais de argila. A areia petrolífera pode compreender 80 a 90% em peso, de preferência 82 a 90% em peso, de sólidos minerais, tais como partículas minerais, e 1 a 18% em peso, de preferência 1 a 10% em peso de hidrocarbonetos. A invenção é ainda adequada para separar hidrocarbonetos de areia petrolífera com um teor de hidrocarbonetos < 15% em peso, de preferência < 10% em peso, mais preferivelmente < 8% em peso.

[0029] De acordo com outra modalidade, a presente invenção é especialmente adequada para separar hidrocarbonetos de xisto betuminoso. O xisto betuminoso é uma rocha sedimentar de grão fino rica em orgânicos que compreende betume e querogênio, o qual é uma mistura sólida de vários compostos químicos orgânicos, principalmente hidrocarbonetos, pequenas quantidades de enxofre, oxigênio e nitrogênio, bem como uma variedade de minerais. Os hidrocarbonetos podem ser separados do xisto betuminoso primeiro triturando o xisto betuminoso para um tamanho de partícula adequado e depois tratando o material triturado obtido de acordo com o método descrito no presente pedido.

[0030] Uma modalidade da invenção é descrita em maiores detalhes com referência ao desenho esquemático e não limitativo anexado, onde:
a Figura 1 mostra um fluxograma para uma modalidade da presente invenção.

[0031] A Figura 1 mostra um fluxograma para uma modalidade da presente invenção. A areia petrolífera, designada por "O", e sal fundido reversível o qual é, aqui, um líquido iônico reversível, designado por "IL", são alimentados para a etapa (a), onde eles são colocados em contato um com o outro. Os hidrocarbonetos são extraídos da areia petrolífera em uma extração de sólido-líquido em duas fases e transferidos para a fase líquida que compreende o líquido iônico reversível.

[0032] Na etapa (b) a fase de sólidos minerais que compreende areia é separada da fase líquida que compreende o líquido iônico e hidrocarbonetos e a fase líquida é levada para a etapa (c) e a fase de sólidos minerais é transferida para a etapa (f).

[0033] Na etapa (c) da Figura 1, os hidrocarbonetos são separados da fase líquida usando um agente de extração líquido, tal como água ou álcool. Deste modo, os hidrocarbonetos são precipitados e formam uma fase sólida em um sistema com duas fases, em que a fase líquida compreende o agente de extração e o líquido iônico. Alternativamente, os hidrocarbonetos podem ser separados por meio de destilação.

[0034] Também é possível que alguns hidrocarbonetos se separem da mistura de areia petrolífera e do líquido iônico e formem uma camada de fase de hidrocarboneto distinta. Esta camada de fase de hidrocarboneto distinta pode ser separada antes que o hidrocarboneto extraído para a fase líquida seja separado, por exemplo, por meio de precipitação ou destilação.

[0035] Na etapa (f), é adicionado um agente de extração líquido à fase de sólidos minerais separada da etapa (b). Assim, o líquido iônico é extraído da fase de sólidos minerais que compreende areia. A fase de sólidos minerais, designada por "S", é separada da fase líquida e separada do processo. A fase sólida separada é relativamente pura e pode ser empilhada ou usada como aterro. A fase líquida que compreende o líquido iônico e o agente de extração, tal como água e/ou álcool, pode ser transferida para a etapa (g) do processo.

[0036] Após a etapa (c), o precipitado de hidrocarboneto é separado na etapa (e) da fase líquida que compreende o líquido iônico e o agente de extração. O precipitado de hidrocarboneto separado, designado por "B", sai do processo e pode ser usado para a produção de petróleo bruto sintético. A fase líquida é transferida para a etapa (g).

[0037] Na etapa (g), o volume da fase líquida é reduzido. Por exemplo, pelo menos uma parte do agente de extração pode ser removida da fase líquida, por exemplo, por meio de evaporação. O agente de extração pode ser levado de volta para a etapa (c) para a separação de hidrocarbonetos através de precipitação. A parte da fase líquida que compreende o líquido iônico pode ser transferida de volta para a etapa (a) do processo.

[0038] É possível que a fase líquida que compreende o líquido iônico reversível seja submetida a uma etapa de regeneração (h) após a etapa (g) e antes de transferência para a etapa (a). A regeneração do líquido iônico na etapa (h) pode ser realizada por meio de destilação da fase líquida, química de dissociação de ácido-base ou borbulhamento de gás através da fase líquida.

EXPERIMENTAL

[0039] Algumas modalidades da invenção são descritas nos exemplos não limitativos a seguir.

Exemplo 1: Extração de betume a partir de areia petrolífera

[0040] A eficiência de diferentes líquidos iônicos foi testada com amostras de areia petrolífera (Alberta, Canadá).

[0041] Um líquido iônico reversível (amostra 1) e sete líquidos iônicos não reversíveis (amostras 2 - 7) foram testados para processamento de areia petrolífera. Os seguintes líquidos iônicos foram usados nas respectivas amostras:

1. Propionato de 1,1,3,3-tetrametilguanidina ([TMGH [CO2Et])
2. Dimetilfosfato de 1,3-dimetilimidazólio ([mmim] [Me2PO4])
3. trifluorometanossulfonato de 1-etil-3-metilimidazólio [emim] [CF3SO3]
4. IoLiLyte 221PG, Líquido iônico comercial (IoLiTec Ionic Liquids Technologies GmbH, Alemanha)
5. acetato de 1 -etil-3-metilimidazólio ([emim] [OAc]),
6. Fosfato de dietil de tributiletilfosfônio ([P4442] [Et2PO4])
7. Uma mistura de 1 -etilimidazol e ácido propiônico
8. Propionato de colina

[0042] O procedimento de teste foi o seguinte:

[0043] 10 g de líquido iônico fundido foram misturados com 5 g de areia petrolífera (Alberta, Canadá) em temperatura ambiente. Se nenhuma extração era visível após um período de incubação de 5 min, a amostra foi aquecida com uma pistola de aquecimento (temperatura exata após aquecimento desconhecida). Na Amostra 1, o líquido iônico foi primeiro fundido com a pistola térmica e o aquecimento foi continuado através do tempo de mistura e incubação. 10 g de tolueno foram adicionados à mistura como um solvente, se considerado necessário. A capacidade de extração foi avaliada por meio de análises visuais e comportamento de separação de fases.

[0044] Os resultados são apresentados na Tabela 1.

[0045] O líquido iônico que foi capaz de extrair o betume extensivamente, sem solvente orgânico, foi o líquido iônico reversível, [TMGH] [CO2Et] (Amostra 1). Todos os líquidos iônicos não reversíveis formaram uma suspensão que se separou lentamente a 3 camadas de fase diferentes, nomeadamente, uma fase de fundo que compreende areia, uma fase média que compreende o respectivo líquido iônico e uma fase de topo que compreende tolueno/betume.

Exemplo 2: Recuperação de betume a partir de areias petrolíferas

[0046] 10 g de [TMGH] [CO2Et] foram aquecidos para o ponto de fusão, ~ 60 °C, depois foram misturados com 5 g de areia petrolífera (Alberta, Canadá). A mistura foi mantida fundida usando uma pistola térmica. A extração começou imediatamente e a areia se tornou um pó. Após um período de incubação de 5 min, a fração de betume/líquido iônico foi isolada por meio de filtração da areia usando algodão em uma pipeta de Pasteur. O betume foi ainda precipitado com uma adição de H2O. O betume foi efetivamente recuperado a partir do líquido iônico com água. O excesso de líquido iônico foi facilmente recuperado a partir dos rejeitos de areia com água.

[0047] Mesmo que a invenção tenha sido descrita com referência àquilo que atualmente parece ser as modalidades mais práticas e preferidas, deverá ser entendido que a invenção não estará limitada às modalidades descritas acima, mas a invenção se destina a cobrir também diferentes modificações e soluções técnicas equivalentes no âmbito das reivindicações anexas.

Claims

Método para a separação de hidrocarbonetos, a partir de um material compreendendo sólidos minerais, o método caracterizado pelo fato de compreender pelo menos as etapas de:
- (a) manter uma fase líquida que compreende um sal fundido reversível, de preferência um líquido iônico reversível, em contato com sólidos minerais que compreendem hidrocarbonetos e extrair hidrocarbonetos da fase líquida a partir dos sólidos minerais em um sistema de duas-fases consistindo de uma fase sólida e uma fase líquida;
- (b) separar a fase de sólidos minerais da fase líquida que compreende sal fundido e hidrocarbonetos,
- (c) separar hidrocarbonetos da fase líquida que compreende sal fundido,
- (d) reciclar a fase líquida que compreende o sal fundido para a etapa (a),
em que o sal fundido reversível é um líquido iônico reversível com uma pressão de vapor de cerca de 10-10 Pa à temperatura ambiente, mas pode ser convertido em uma forma tendo pressão de vapor> 0,1 Pa a 130 ° C e o hidrocarboneto é selecionado do grupo que consiste betume bruto, óleo pesado bruto e sua combinação.
Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o líquido iônico reversível é um líquido iônico prótico, onde a base não conjugada tem um valor pKb aquoso < 16, de preferência < 12, e o qual é dissociado por meio de métodos térmicos e/ou químicos.
Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o líquido iônico reversível é preparado a partir de uma amina primária, secundária ou terciária substituída, a partir de uma piridina substituída, a partir de uma amidina substituída ou a partir de uma guanidina substituída com ácido conjugado inorgânico ou orgânico.
Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a guanidina substituída é tetrametilguanidina (TMG), 1,1,2,3,3-pentametilguanidina (PMG) ou 2-butil-1,1,3,3-tetrametilguanidina (BTMG).
Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a amidina substituída é 1,8-diazabiciclo[5.4.0]-undec-7-eno (DBU).
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o líquido iônico reversível é preparado a partir de 1,2-dimetil-1,4,5,6-tetra-hidropirimidina (DTP) ou imino-tris(dimetilamino)fosforano (ITDP) com ácido inorgânico ou orgânico conjugado.
Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 6, caracterizado pelo fato de que o ácido é um ácido carboxílico, tal como ácido propiônico, ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, hidrogeno fosfonato de metila, fosfato de dimetila ou ácido fosfínico.
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o líquido iônico reversível é N',N'-dimetilcarbamato de N,N-dimetil-amônio (DIMCARB).
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o material que compreende sólidos minerais é areia petrolífera, xisto betuminoso, areia contaminada com óleo ou terra contaminada com óleo, material de lagoas de rejeitos ou areia contendo óleo bruto.
Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o material que compreende sólidos minerais é areia petrolífera com um teor de hidrocarboneto < 15% em peso, de preferência < 10% em peso, mais preferivelmente < 8% em peso.
Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o material que compreende sólidos minerais é xisto betuminoso, o qual é um mineral de rocha sedimentar rico em orgânicos que compreende betume e querogênio.
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a separação de hidrocarbonetos da fase líquida ser realizada por meio de precipitação ou destilação.
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o volume da fase líquida que compreende sal fundido é reduzido, por exemplo, por meio de evaporação, antes da fase líquida ser reciclada para a etapa (a).
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 12-13, caracterizado pelo fato de que o sal fundido na fase líquida é regenerado após a fase líquida ser separada dos hidrocarbonetos na etapa (c) e antes de reciclagem para a etapa (a), por meio de destilação, química de dissociação de ácido-base ou borbulhamento de gás na fase líquida.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 12-14, caracterizado pelo fato de que um agente de extração líquido é adicionado à fase de sólidos minerais separada da etapa (b) para extrair o sal fundido da fase de sólidos minerais e separar a fase de sólidos minerais.
Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o agente de extração líquido é água, metanol, etanol ou qualquer uma de suas misturas.
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa (a) é essencialmente isenta de solventes orgânicos.