CN103131454A - 一种从油砂中通过溶剂抽提沥青的方法 - Google Patents

Abstract

一种从油砂中通过溶剂抽提沥青的方法，包括如下步骤：第一步，将含沥青的油砂输送至破碎机进行破碎，破碎后的所述油砂送至粗砂沉降罐，与进入所述粗砂沉降罐的溶剂进行搅拌混合沉降；第二步，在所述粗砂沉降罐进行搅拌混合沉降后的所述油砂送入搅拌釜，与进入所述搅拌釜的溶剂进行搅拌，并进行溶剂抽提，形成混合浆料；第三步，在所述搅拌釜中搅拌后的所述混合浆料，进行离心分离；分离出的固体颗粒进入砂砾后续处理装置处理后，将剩余的砂砾排出；分离出的含沥青的溶液进入沥青后续处理装置进行后续处理，获得的沥青进入沥青储罐进行保存。本发明采用通过溶剂抽提的方法提取油砂中的沥青；此工艺全部是物理过程，污染较轻，并且可以保留沥青的原有性质，是油砂用于道路建筑材料的最有效工艺。

Description

一种从油砂中通过溶剂抽提沥青的方法

技术领域

本发明专利涉及石油提取与冶炼技术领域，尤其是涉及一种从油砂中通过溶剂抽提沥青的方法。

背景技术

油砂是指地壳表层的碎屑物或岩石与其中所含的水和沥青形成的混合物的统称，储量非常巨大，是目前世界上最主要的一种潜在石油资源。

从油砂中如何高效、低能耗、低污染的提取沥青，一直是困扰行业发展的问题之一。尤其是对于一些特殊的油砂(比如原产于的印尼布登岛的油砂)，其特点在于：1)在低温200℃时开始发生软化，随着温度升高粘结现象越来越严重，温度高达420℃以上时随着油气的产出，粘结现象消失，变成半焦渣份；2)半焦中细粉含量特别多，扬尘大，干馏油气含尘多；3)原料含水量变化大，烘干脱水难。

因此，目前世界上并没有从此类油砂中通过溶剂抽提沥青的成熟方法。

发明内容

本发明的目的在于设计一种新型的从油砂中通过溶剂抽提沥青的方法，解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种从油砂中通过溶剂抽提沥青的方法，包括如下步骤：

第一步，将含沥青的油砂输送至破碎机进行破碎，破碎后的所述油砂送至粗砂沉降罐，与进入所述粗砂沉降罐的溶剂进行搅拌混合沉降；

第二步，在所述粗砂沉降罐进行搅拌混合沉降后的所述油砂送入搅拌釜，与进入所述搅拌釜的溶剂进行搅拌，并进行溶剂抽提，形成混合浆料；

第三步，在所述搅拌釜中搅拌后的所述混合浆料，进入离心洗涤机进行离心分离；由离心洗涤机分离出的固体颗粒进入砂砾后续处理装置处理后，将剩余的砂砾排出；由离心洗涤机分离出的含沥青的溶液进入沥青后续处理装置进行后续处理，获得的沥青进入沥青储罐进行保存。

第三步中，所述的由离心洗涤机分离出的固体颗粒进入砂砾后续处理装置处理后，将剩余的砂砾排出，包括如下步骤：

A，由离心洗涤机分离出的固体颗粒进入盘式干燥器进行加热干燥，并回收其中的大部分溶剂返回到所述溶剂罐中；

B，在所述盘式干燥器中经干燥处理后的砂砾进入鼓式干燥器进一步进行真空加热干燥，使砂砾达到排放要求，回收的溶剂返回到所述溶剂罐中；

C，将所述达到排放要求砂砾排出。

第三步的所述B步骤中，从所述盘式干燥器中经干燥处理后的砂砾在进入鼓式干燥器前先在中间罐中进行暂存。

第三步中，所述的由离心洗涤机分离出的含沥青的溶液进入沥青后续处理装置进行后续处理，获得的沥青进入沥青储罐进行保存，包括如下步骤：

A，由离心洗涤机分离出的含沥青溶液进入脱盐脱水罐进行脱盐脱水处理，经沉降后送入加热炉；

B，在所述加热炉中加热后的含沥青溶液进入蒸馏塔进行溶剂与沥青的分离；

C，分离出的溶剂流回所述溶剂罐，分离出的沥青进入沥青储罐。

A步骤中的所述含沥青溶液，经沉降后用离心泵送入加热炉。

所述离心洗涤机为卧式离心洗涤机，所述沥青储罐为保温储罐，所述溶剂为氯代烃溶剂或芳烃溶剂。

所述第一步中，破碎后的所述油砂为直径小于10mm的颗粒；然后由皮带输送机送至往复自动送料机的料斗，再由所述往复自动送料机送至粗砂沉降罐，与已经加入的溶剂进行低速的搅拌混合沉降，搅拌速度小于100转/分钟；

在所述第一步和第二步中，在所述粗砂沉降罐进行搅拌混合沉降后的所述细砂，由螺旋泵送入搅拌釜；

所述第三步中，在所述搅拌釜中搅拌后的所述混合浆料，由浆料泵抽出然后进入离心洗涤机进行离心分离；由所述离心洗涤机分离出的固体颗粒的主成分为含溶剂的砂砾。

在所述第一步和第二步中，从所述溶剂罐出来的溶剂经过加热升温到30℃--90℃后，再进入所述粗砂沉降罐和所述搅拌釜。

所述第二步中，在所述粗砂沉降罐进行搅拌混合沉降后的所述油砂送入搅拌釜，沉降后形成的粗砂直接进入所述离心洗涤机进行离心分离。

第二步中，进行混合溶剂抽提，形成混合浆料时的油砂与溶剂的质量比1∶2至1∶5，抽提搅拌时间20--60分钟。

本发明中，从所述盘式干燥器中经干燥处理后的砂砾在进入鼓式干燥器前先在中间罐中进行暂存，是由于鼓式干燥器是间歇式操作，而盘式干燥器是连续操作，所以在两个干燥器之间要增加一个中间罐，以储存盘式干燥器在鼓式干燥器工作期间排出的砂砾，中间罐的体积由鼓式干燥器的工作周期与盘式干燥器的排砂流量决定。

本发明中，所述沥青储罐为保温储罐，是由于沥青的软化点很高，沥青储罐一定要有保温及伴热措施，否则，沥青无法卸出。

本发明中，在所述第一步和第二步中，从所述溶剂罐出来的溶剂经过加热升温，以提高溶剂的溶解能力，溶剂温度为30℃--90℃，然后后再进入所述粗砂沉降罐和所述搅拌釜。

本发明中所述的溶剂包括氯代烃、烷烯、芳烃及氯代烃、烷烯、芳烃的混合物，所述溶剂中以氯代烃溶解效果最好，芳烃溶解效果次之

本发明在矿料实验数据分析的基础上，采用通过溶剂抽提的方法提取油砂中的沥青；此工艺全部是物理过程，采用和借鉴成熟的设备，投资少、能耗较低，可以保留沥青的原有性质。

本发明在实际实施中，对油砂破碎的要求较宽，尽管要求粒径＜10mm，但粗砂沉降罐搅拌速度较低，可以接受较大的块状料；溶剂对温度不敏感，抽提搅拌系统的换热问题基本可以不考虑；离心机的工况起决定性的作用，它决定砂砾含液量，砂砾含液量决定干燥设备的投资和能耗，也决定沥青的灰分。溶剂循环量决定溶剂蒸馏的能耗，但溶剂循环量由油砂的性质及溶剂的性质决定，可选择余地很小。

因此，本发明的有益效果可以总结如下：

1，本发明采用通过溶剂抽提的方法提取油砂中的沥青；此工艺全部是物理过程，污染较轻，并且可以保留沥青的原有性质，是油砂用于道路建筑材料的最有效工艺。

2，本发明方法简单，设备投资成本低，投资少、能耗较低。

附图说明

图1为本发明工艺过程的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示的一种从油砂中通过溶剂抽提沥青的方法，工艺过程描述如下：含沥青的油砂输送至破碎机1进行油砂沥青原矿的破碎，破碎成为D＜10mm的颗粒；然后由皮带输送机器送至料斗，再由往复自动送料机将颗粒油砂送至粗砂沉降罐2，与已经加入的溶剂慢速搅拌混合沉降后用螺旋泵送入搅拌釜12进行混合溶剂抽提；搅拌后的混合浆料，由浆料泵抽出进入卧式刮刀离心洗涤机3进行离心分离；分离出的固体颗粒即含溶剂的湿砂砾先进入盘式干燥器4进行真空加热干燥并回收其中的大部分溶剂，砂砾从盘式干燥器4出来进入鼓式干燥器5进一步真空加热干燥，使砂砾达到排放要求；由卧式刮刀离心洗涤机3分离出的含沥青溶液进入脱盐脱水罐6，经沉降后用离心泵送入加热炉7经加热后进入蒸馏塔8进行溶剂与沥青的分离，分离出的溶剂回溶剂罐9用于溶剂抽提循环使用，分离出的沥青进入保温罐10。

其具体步骤包括：

第一步，将含沥青的油砂输送至破碎机1进行破碎，破碎后的所述油砂送至粗砂沉降罐2，与从溶剂罐9中进入所述粗砂沉降罐2的溶剂进行搅拌混合沉降；

第二步，在所述粗砂沉降罐2进行搅拌混合沉降后的所述油砂送入搅拌釜12，与从溶剂罐9中进入所述搅拌釜12的溶剂进行搅拌，并进行溶剂抽提，形成混合浆料；

第三步，在所述搅拌釜12中搅拌后的所述混合浆料，进入卧式刮刀离心洗涤机3进行离心分离；由卧式刮刀离心洗涤机3分离出的固体颗粒进入砂砾后续处理装置处理后，将剩余的砂砾排出；由卧式刮刀离心洗涤机3分离出的含沥青的溶液进入沥青后续处理装置进行后续处理，获得的沥青进入沥青储罐进行保存。

其中第三步中，所述的由卧式刮刀离心洗涤机3分离出的固体颗粒进入砂砾后续处理装置处理后，将剩余的砂砾排出，包括如下步骤：

A，由卧式刮刀离心洗涤机3分离出的固体颗粒进入盘式干燥器4进行加热干燥，并回收其中的人部分溶剂返回到所述溶剂罐9中；

B，在所述盘式干燥器4中经干燥处理后的砂砾先在中间罐13中进行暂存，然后进入鼓式干燥器5进一步进行真空加热干燥，使砂砾达到排放要求，回收的溶剂返回到所述溶剂罐9中；

C，将所述达到排放要求砂砾排出。

第三步中，所述的由卧式刮刀离心洗涤机3分离出的含沥青的溶液进入沥青后续处理装置进行后续处理，获得的沥青进入沥青储罐进行保存，包括如下步骤：

A，由卧式刮刀离心洗涤机3分离出的含沥青溶液进入脱盐脱水罐6进行脱盐脱水处理，经沉降后用离心泵送入加热炉7；

B，在所述加热炉7中加热后的含沥青溶液进入蒸馏塔8进行溶剂与沥青的分离；

C，分离出的溶剂流回所述溶剂罐9，分离出的沥青进入沥青储罐。

本实施例中，所述沥青储罐为保温储罐，所述溶剂为氯代烃溶剂或芳烃溶剂；所述第一步中，破碎后的所述油砂为直径小于10mm的颗粒；然后由皮带输送机送至往复自动送料机的料斗，再由所述往复自动送料机送至粗砂沉降罐2，与已经加入的溶剂进行低速的搅拌混合沉降，搅拌速度小于100转/分钟；在所述第一步和第二步中，在所述粗砂沉降罐2进行搅拌混合沉降后的所述细砂，由螺旋泵送入搅拌釜12；所述第三步中，在所述搅拌釜12中搅拌后的所述混合浆料，由浆料泵抽出然后进入卧式刮刀离心洗涤机3进行离心分离；由所述卧式刮刀离心洗涤机3分离出的固体颗粒的主成分为含溶剂的砂砾。

在所述第一步和第二步中，从所述溶剂罐9出来的溶剂经过加热器11加热升温到70℃后，再进入所述粗砂沉降罐2和所述搅拌釜12；所述第二步中，在所述粗砂沉降罐2进行搅拌混合沉降后的所述油砂送入搅拌釜12，沉降后形成的粗砂直接进入所述卧式刮刀离心洗涤机3进行离心分离。

在本实施例中，进一步的具体情况如下：

1、所用油砂的性质：含油率为42％，含水率1-4％，砂砾粒径2--3000μm，主要为CaCO₃及SiO₂

2、抽提溶剂的性质：

溶剂组成：氯代烃+烃，价格便宜

馏程范围：60--140℃

密度(g/cm³，20℃)：1.10-1.16

溶解性：不溶于水，对印尼油砂的溶解力较强，在30℃--90℃范围内溶解度几乎无变化

爆炸下限(％，V/V)：3.2

爆炸上限(％，V/V)：15.0

3、抽提阶段油砂溶剂质量比1∶3，抽提时间30分钟；洗涤阶段油砂溶剂质量比1∶3，两段合计溶剂比为1∶4.8(按40％含油率计算)，离心分离因素1800，溶剂抽提效率90～95％。

以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员应该明白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种从油砂中通过溶剂抽提沥青的方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，将含沥青的油砂输送至破碎机进行破碎，破碎后的所述油砂送至粗砂沉降罐，与进入所述粗砂沉降罐的溶剂进行搅拌混合沉降；

第二步，在所述粗砂沉降罐进行搅拌混合沉降后的所述油砂送入搅拌釜，与进入所述搅拌釜的溶剂进行搅拌，并进行溶剂抽提，形成混合浆料；

第三步，在所述搅拌釜中搅拌后的所述混合浆料，进入离心洗涤机进行离心分离；由离心洗涤机分离出的固体颗粒进入砂砾后续处理装置处理后，将剩余的砂砾排出；由离心洗涤机分离出的含沥青的溶液进入沥青后续处理装置进行后续处理，获得的沥青进入沥青储罐进行保存。

2.根据权利要求1所述的从油砂中通过溶剂抽提沥青的方法，其特征在于：第三步中，所述的由离心洗涤机分离出的固体颗粒进入砂砾后续处理装置处理后，将剩余的砂砾排出，包括如下步骤：

A，由离心洗涤机分离出的固体颗粒进入盘式干燥器进行加热干燥，并回收其中的大部分溶剂返回到所述溶剂罐中；

B，在所述盘式干燥器中经干燥处理后的砂砾进入鼓式干燥器进一步进行真空加热干燥，使砂砾达到排放要求，回收的溶剂返回到所述溶剂罐中；

C，将所述达到排放要求砂砾排出。

3.根据权利要求2所述的从油砂中通过溶剂抽提沥青的方法，其特征在于：第三步的所述B步骤中，从所述盘式干燥器中经干燥处理后的砂砾在进入鼓式干燥器前先在中间罐中进行暂存。

4.根据权利要求1所述的从油砂中通过溶剂抽提沥青的方法，其特征在于：第三步中，所述的由离心洗涤机分离出的含沥青的溶液进入沥青后续处理装置进行后续处理，获得的沥青进入沥青储罐进行保存，包括如下步骤：

A，由离心洗涤机分离出的含沥青溶液进入脱盐脱水罐进行脱盐脱水处理，经沉降后送入加热炉；

B，在所述加热炉中加热后的含沥青溶液进入蒸馏塔进行溶剂与沥青的分离；

C，分离出的溶剂流回所述溶剂罐，分离出的沥青进入沥青储罐。

5.根据权利要求4所述的从油砂中通过溶剂抽提沥青的方法，其特征在于：A步骤中的所述含沥青溶液，经沉降后用离心泵送入加热炉。

6.根据权利要求1所述的从油砂中通过溶剂抽提沥青的方法，其特征在于：所述离心洗涤机为卧式离心洗涤机，所述沥青储罐为保温储罐，所述溶剂为氯代烃溶剂或芳烃溶剂。

7.根据权利要求1所述的从油砂中通过溶剂抽提沥青的方法，其特征在于：所述第一步中，破碎后的所述油砂为直径小于10mm的颗粒；然后由皮带输送机送至往复自动送料机的料斗，再由所述往复自动送料机送至粗砂沉降罐，与已经加入的溶剂进行低速的搅拌混合沉降，搅拌速度小于100转/分钟；

在所述第一步和第二步中，在所述粗砂沉降罐进行搅拌混合沉降后的所述细砂，由螺旋泵送入搅拌釜；

所述第三步中，在所述搅拌釜中搅拌后的所述混合浆料，由浆料泵抽出然后进入离心洗涤机进行离心分离；由所述离心洗涤机分离出的固体颗粒的主成分为含溶剂的砂砾。

8.根据权利要求1所述的从油砂中通过溶剂抽提沥青的方法，其特征在于：在所述第一步和第二步中，从所述溶剂罐出来的溶剂经过加热升温到30℃--90℃后，再进入所述粗砂沉降罐和所述搅拌釜。

9.根据权利要求1所述的从油砂中通过溶剂抽提沥青的方法，其特征在于：所述第二步中，在所述粗砂沉降罐进行搅拌混合沉降后的所述油砂送入搅拌釜，沉降后形成的粗砂直接进入所述离心洗涤机进行离心分离。

10.根据权利要求1所述的从油砂中通过溶剂抽提沥青的方法，其特征在于：第二步中，进行混合溶剂抽提，形成混合浆料时的油砂与溶剂的质量比1∶2至1∶5，抽提搅拌时间20--60分钟。

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