CN106010619B - 富含碳酸盐重质油矿的分离方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种富含碳酸盐重质油矿的分离方法和系统。含碳酸盐矿物质的重质油资源,如油砂、油页岩、落地油泥等,在一定情况下与所配置的溶液及化学添加剂混合,发生反应,将重质油矿中的矿物质转化,从而达到将重质油与矿物颗粒分离的目标。分离后的重质油经过后续加工处理,进一步除去夹带的水分和固体颗粒,得到干净的重质油产品;而过程所产生的废液和矿物质沉淀则进行分别回收处理,最终实现无害化排放。这不仅有效的将重质油从矿中提取出来,而且极大的节约能源,实现常温萃取或回收重质油的节能、减排生产目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种富含碳酸盐重质油矿的高效分离方法和系统,属于化工分离及反应工程技术领域,具体涉及破碎、反应、沉降、过滤、蒸馏等方法。
背景技术
重质油矿(如,油砂、油页岩、落地油、油泥等)是一种由重质油(或沥青)、沙粒、粘土和少量水组成的复杂混合物。因其处理巨大,已逐渐成为一种后备的石油资源。以油砂为例,其探明储量约占现存石油资源总量的三分之一左右,现有技术可采储量约为6510亿桶,主要分布在加拿大、委内瑞拉、美国、俄罗斯、印尼和中国等地,是一种很有潜力的石油替代能源。
油砂的开采依据其自身理化性质及地质条件可以分为露天开采和原地开采。对于加拿大的水润型油砂,当矿产埋藏深度小于75米时,工业上主要采用热碱水洗工艺对油砂进行分离;而当油砂矿埋藏深度大于75米时,则采用原地开采方法,如向地底层注入热蒸汽、热溶剂等等。然而,对于油润性油砂,如美国犹他州油砂、印尼油砂及中国新疆油砂则无法有效的利用热碱水洗的工艺对油砂沥青进行分离。为此,诞生了不少其他新型技术,如溶剂萃取技术(CN 101274303A,CN 101544902A,CN102925190A,US 3117922(1964),US3392105(1968),US 4046669(1969),US 4046668(1977),US 4036732(1977),US 4347118(1982),US 4498971(1984),US 4929341(1990))、热裂解技术(CN103289715A,CN104087329A)、微生物发酵技术等等。这些技术都有各自的优点,比如,溶剂萃取技术具有萃取率高、萃取过程不需要水的参与、可常温下操作、溶剂可循环使用等优点;热裂解技术可以实现重质油萃取与炼油集成处理,减少了工艺过程;微生物发酵技术可以实现温和的提油过程等等。然而,它们又都伴随着各自的缺点,如溶剂萃取后残砂固体中的溶剂回收问题及溶剂泄露的环境问题,热裂解过程中能耗过高的问题,微生物发酵的稳定性及规模化问题,这些都使得上述技术在工业化过程当中遇到各种阻力,导致其最终未能在工业上实现规模化使用。
从矿物组成上而言,与重质油矿共生的矿物质分为硅酸盐为主的共生矿物质,或以碳酸盐为主的矿物质。上述各类研究以针对富含硅酸盐的重质油矿,典型的如加拿大油砂。而对于碳酸盐类型(富含碳酸钙等)的重质油开采还比较少,主要是由于此类型的重质油一般与矿物质具有较强的作用力,而使得水洗法效果不佳。采用酸洗法处理此类重质油矿,可以有效的将其中的矿物质组分溶解,而不影响重质油的质量,能较好的起到高效提油的效果。然而,该技术面临的一个重要问题是:生产过程中有大量的废液产生,废液中含有丰富的钙盐、铁盐等物质。因此,在开采过程中解决废水问题也是一个主要的技术难题。
由此可见,运行成本及环境问题是目前重质油矿开采,尤其是油润性碳酸盐类油砂的关键技术问题。为此,本发明专利将主要针对上述问题,提出一种处理富含碳酸盐矿物质的重质油矿的分离方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低成本、高效、节能,可以用于处理富含碳酸盐矿物质的重质油矿,如油砂、页岩油、落地油、油泥等的分离系统和方法。
本发明实现目的的技术方案如下:
一种富含碳酸盐重质油矿的分离方法和系统,步骤如下:
⑴重质油矿物先经过破碎装置粉碎,再与多元酸溶液混合反应,得到含有重质油泡沫、气体、溶液、残渣混合物,所述溶液为重金属酸溶液,残渣为钙盐沉淀和未溶解的沙粒;
⑵重质油泡沫经过除气过程后,采用溶剂稀释,并对稀释后的混合物进入固-液分离装置进行固-液分离,获得溶剂重质油混合物清液、油水乳液及固体沉淀;
⑶所得溶剂重质油混合物清液进入溶剂回收装置将溶剂回收,同时获得重质油产品;而油水乳液及固体沉淀则进入酸洗装置进行反应分离;
⑷酸洗装置产生的气体收集再利用,产生的上层油相返回至固液分离装置再分离,产生的固体沥青质沉淀采出利用,沉于底部的矿物盐沉淀及水溶液进入过滤器过滤;
⑸步骤⑴所得沉淀和沙粒与步骤⑷产生的滤渣经过碱液中和后排放或再利用,过滤装置产生的滤液经过碱液中和沉淀后回收重金属盐,剩余的溶液经中和后直接排放。
而且,所处理的重质油矿为富含碳酸盐矿物质的重质油矿,如油砂、页岩油、落地油、油泥等。
而且,所述步骤⑴中与重质油矿混合反应的酸溶液为多元无机酸或有机酸。
而且,所述无机酸或有机酸为硫酸、磷酸、草酸等,且酸溶液pH值小于1。
而且,所述的步骤⑴中的混合反应装置为多级并联交替连续式操作混合反应器。
而且,所述的步骤⑵中固液分离装置包括2级的液固重力沉降装置和2级的离心式分离装置。
而且,所述的步骤⑵中所加入的溶剂为戊烷、己烷、庚烷等链烃的一种或几种的混合物,加入量为重质油泡沫质量的0.5~5倍。
而且,所述的步骤⑶中的酸洗液为步骤⑴酸洗液的一部分或新鲜的酸洗液,酸洗后所得上层油相回收至固液分离装置。
而且,所述的步骤⑸中反应过程是加入碱液进行中和反应和沉淀反应,所加入的碱液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氨水、石灰水等碱性溶液,当沉淀完全时,停止碱液的加入。
一种富含碳酸盐重质油矿的分离方法和系统,具体包括破碎装置、混合反应装置、除气装置、固液分离装置、溶剂回收装置、酸洗槽、过滤装置、沉淀单元、中和反应装置及各种物料输送设备及管道设备,具体连接关系如下:
破碎装置物料出口连接混合反应器,混合反应装置还制有液体物料进口,液体物料进口连接酸液储罐,混合反应装置分别制有气体出口、泡沫出口、液体出口以及固体残渣出口,泡沫出口连接泡沫除气装置,液体出口连接酸洗反应装置,固体残渣出口连接残渣净化装置,泡沫除气装置连接固液分离装置,在连接管道上制有溶剂加料口,加入溶剂,固液分离装置上部的油相出口连接溶剂回收装置,溶剂回收装置回收溶剂后剩余的沥青油排出后去油品精炼,固液分离装置下部的液体和固体出口连接酸洗反应装置,进行再次酸洗,酸洗后的上层油相返回固液分离装置,部分固体沥青质沉淀采出,下层的液体和矿物质固体出口连接过滤单元入口,过滤单元固体残渣与混合反应装置底部出来的固体残渣合并进行中和后直接排出,过滤单元液体出口连接中和沉淀反应装置,中和沉淀反应装置制有碱液加入口,下部制有沉淀出口,液体中和后排出即可。
本发明的优点和有益效果如下:
1、本发明采用多元酸溶液与富含碳酸盐的重质油矿进行混合反应,多元酸与油矿反应后,能够将油相泡沫充分的分离出来,进行进一步分离,反应效率高,反应速度快,操作简单,效率高,降低了成本。
2、本发明重质油泡沫处理过程中,对乳液和固体沉淀采用酸洗法处理,可以很好的回收溶剂和油,而且可以将沥青质进行分离出来,提高了沥青油产品的品质,减少了由于溶剂或油外排导致的环境问题;
3、本发明对混合反应装置和酸洗装置产生的溶液及固体沉淀,采用过滤、中和、沉淀方式处理,有效的回收矿物中的各种有用成分,使得过程无害化排放,降低了环保处理成本,提高了经济环保效益。
附图说明
图1.富含碳酸盐重质油矿的分离方法和系统流程图。
物料编号:1.富含碳酸盐重质油矿;2.粉碎后的重质油矿;3.多元酸溶液Ⅰ;4.气体Ⅰ(二氧化碳);5.重质油泡沫Ⅰ;6.酸溶液Ⅱ(多元酸);7.固体残渣和沉淀(沙粒、沉淀等);8.气体Ⅱ(二氧化碳);9.脱气后的重质油泡沫Ⅱ;10.新鲜溶剂(链烃等);11.稀释后的重质油泡沫;12.分离后上层溶剂-重质油混合物(脱沥青质的重质油与溶剂混合物);13.分离后下层固体-溶液混合物(含油水乳液);14.重质油产品(脱沥青质的重质油);15.回收的溶剂;16.酸溶液Ⅲ(新鲜多元酸);17.回收的上层溶剂-重质油泡沫混合物;18.气体Ⅲ(二氧化碳);19.固体沥青质;20.固液混合物(酸洗后剩余的溶液与沙粒及反应产生的沉淀);21.固体滤渣(沙粒和不能酸溶解的杂质,还包括多元酸与碳酸盐产生的沉淀);22.盐溶液(部分溶解在多元酸中的金属溶液,如铁、铜、镍等金属);23.碱液(氢氧化钠溶液等,起中和和沉淀的作用);24.水溶液(经过多级沉淀后的去除杂质的水溶液,可以直接排放);25.金属氢氧化物沉淀(标号22的金属溶液经过碱液沉淀获得的金属氢氧化物沉淀,可回收再利用);26.碱液(氢氧化钠溶液等,起中和和沉淀的作用);27.部分油品;28.水溶液;29.固体沉淀。
装置编号:A.破碎装置;B.混合反应装置;C.除气装置;D.固液分离装置;E.溶剂回收装置;F.酸洗装置;G.过滤装置;H.中和沉淀装置;I.残渣净化装置。
具体实施方式
本发明提供了一种富含碳酸盐重质油矿的分离方法和系统,使用酸溶液与重质油矿进行反应,反应后所得的重质油泡沫用于溶剂稀释及固液分离、酸洗等过程实现重质油纯化处理;同时可以将沥青质等重油中改的重质成分分离;而所得反应废液及沉淀残渣则采用过滤、中和沉淀等方法进行分别回收,最终实现重质油分离提取及副产物分类回收的目的。
本发明所述的富含碳酸盐矿物质的重质油分离方法包括如下主要装置:破碎装置、混合反应器、除气装置、沉降装置、固-液离心式分离装置、溶剂回收装置、过滤装置及物料输送设备等。
富含碳酸盐重质油矿的分离方法,其具体操作步骤如下:
⑴富含碳酸盐的重质油矿(1)经破碎装置(A)粉碎,粉碎后的油矿(2)由物料输送机送至混合反应装置(B)中与多元酸溶液I(3)进行混合反应,溶解并转化其中的矿物颗粒,获得重质油泡沫I(5)、气体Ⅰ(二氧化碳)(4)、酸溶液Ⅱ(6)(是由多元酸与油矿内金属物反应生成的溶液,可用于回收重金属)及固体残渣和沉淀(7)(包括沙粒、沉淀等,沉淀是多元酸与碳酸盐反应产生的);
⑵获得的重质油泡沫(5)排出进入除气装置(C)将泡沫中含有的二氧化碳气体(8)除去,脱气后的重质油泡沫Ⅱ(9)加入有机溶剂(10)(链烃类)对除气后的泡沫进行稀释;稀释后的重质油泡沫(11)进入固液分离装置分为上层溶剂-重质油混合物油相清液(12)(脱沥青质的重质油与溶剂混合物)、下层油水乳液及固体相沉淀(13)(固体液体混合物);上层油相清液(12)采出并进入溶剂回收装置(E)进行分离,回收溶剂(15)并获得重质油产品(脱沥青质的重质油)(14),进行重质油精炼即可(该步骤为常规步骤,本发明不做特殊限制);
⑶油水乳液及固体沉淀物(13)排出后进入酸洗装置(F)进行酸洗处理,酸洗装置内为混合反应装置(B)中部分多元酸余液(6)和新鲜多元酸溶液(16),酸洗过程中排除气体Ⅲ(二氧化碳)(18),酸洗后所得溶剂-重质油泡沫混合物(17)(溶剂-重质油泡沫混合物)返回至固液分离装置(D)进行二次分离;分离后获得两相按照原定路线分配;酸洗装置中部分固体沥青质(19)单独采出;
⑷酸洗后产生的固液混合物(酸洗后剩余的溶液与沙粒及反应产生的沉淀)(20)进入过滤装置(G)进行过滤,所得固体滤渣(沙粒和不能酸溶解的杂质,还包括多元酸与碳酸盐产生的沉淀)(22)与来自混合反应装置(B)的固体残渣和沉淀(7)一同进入残渣净化装置(I),加入碱液(26)对残渣进行中和净化处理,获得少量油品(27)和可以排放的水溶液(28),净化后的固体沉淀(29)外排或利用;
⑸过滤装置(G)所得盐溶液(部分溶解在多元酸中的金属溶液,如铁、铜、镍等金属)(22)进入到中和沉淀装置(H)中,加入碱液(23)沉淀各种重金属离子,获得重金属氢氧化物沉淀(25),处理后的无污染水溶液(24)安全排放,获得重金属氢氧化物沉淀可回收进行提炼重金属,属于有益回收,克服了排放后对环境的污染。
本发明采用的酸溶液(3、16)为多元有机酸或多元无机酸,如硫酸、磷酸、草酸等,且酸溶液pH值小于1,大于0.1摩尔/升。所述酸溶液与重质油矿的固液比为1:3-10。
本发明采用的有机溶剂(10)为戊烷、己烷、庚烷等链烃类的一种或几种的混合物,加入量为泡沫中重质油含量的0.5~5倍。
本发明中混合反应装置为多级并联交替连续式操作混合反应器。
本发明中固液分离装置为2级的液固重力沉降分离器和2级的离心式分离器,如离心机分离或者悬液分离。
一种富含碳酸盐重质油矿的分离方法和系统,具体包括破碎装置A、混合反应装置B、除气装置C、固液分离装置D、溶剂回收装置E、酸洗槽F、沉淀单元G、中和反应装置H及各种物料输送设备及管道设备,具体连接关系如下:
破碎装置物料出口连接混合反应器,混合反应装置还制有液体物料进口,液体物料进口连接酸液储罐,混合反应装置分别制有气体出口、泡沫出口、液体出口以及固体残渣出口,泡沫出口连接泡沫除气装置,液体出口连接酸洗反应装置,固体残渣出口连接残渣净化装置,泡沫除气装置连接固液分离装置,在连接管道上制有溶剂加料口,加入溶剂,固液分离装置上部的油相出口连接溶剂回收装置,溶剂回收装置回收溶剂后剩余的沥青油排出后去油品精炼,固液分离装置下部的液体和固体出口连接酸洗反应装置,进行再次酸洗,酸洗后的上层油相返回固液分离装置,部分固体沥青质沉淀采出,下层的液体和矿物质固体出口连接过滤单元入口,过滤单元固体残渣与混合反应装置底部出来的固体残渣合并进行中和后直接排出,过滤单元液体出口连接中和沉淀反应装置,中和沉淀反应装置制有碱液加入口,下部制有沉淀出口,液体中和后排出即可。
工艺实施的具体操作步骤:
⑴富含碳酸盐的重质油矿经破碎装置A粉碎至5cm以内,由物料输送机送至混合反应器系统B中与浓度大于0.1摩尔/升的酸溶液进行混合反应。
⑵溶解转化完重质油矿物颗粒,获得重质油泡沫混合物、气体、溶液及沉淀。
⑶获得的重质油泡沫排出进入除气装置将泡沫中含有的二氧化碳气体除去,然后加入相当于泡沫中沥青油质量0.5~5倍的溶剂对除气后的泡沫进行稀释;稀释后的泡沫进入固液分离装置分为油相清液、油水乳液及固体相沉淀;油相清液采出并进入溶剂回收单元进行分离,回收溶剂并获得重质油产品;
⑷油水乳液及固体沉淀物排出后进入酸洗装置进行酸洗处理,所得上层油相返回至固液分离装置进行分离;酸洗后产生的溶液及沉淀进入过滤装置过滤,所得滤渣与来自混合反应装置的沉淀合并经过中和净化处理,获得沉淀产品,水溶液及部分上层油品;
⑸上述过滤溶液中加入碱液将重金属离子沉淀出,并收集进行后续加工,过滤的滤液经过处理,达标后安全排放。
下面,对本发明用以下实施例进行说明,但不限于以下实施例。
实施例1:
一种富含碳酸盐重质油矿的高效分离方法和系统,步骤如下:
⑴经过破碎装置A粉碎的油砂15kg(碳酸盐含量42%,最大粒径0.5cm)送入混合-反应器B中(两级并联)与pH为1的硫酸按照固液比为1:30(质量比)于常温下充分混合并反应1小时。
⑵所得沥青泡沫经过C除气操作后加入0.5倍体积的戊烷进入固液分离装置D进行固液分离,分离所得上层油相清液中水分含量小于2.5%,固含量小于1.5%,进入E中进行分离,回收溶剂,同时获得脱沥青质的沥青油产品14,沥青油回收率89.2%,其中沥青质含量低于5%。
⑶固液分离装置D所得的乳液和固体沉淀送往酸洗装置F洗涤,上层油相循环至固液分离装置D,固体沥青质19则单独提取排出。
⑷酸洗反应系统F所得废液及残渣沙土沉淀经过G过滤后,加入氢氧化钠于中和反应装置H中进行中和沉淀,将褐色沉淀滤出,所得溶液排放。
⑸混合反应装置B中的沉淀物与酸洗反应装置F中的溶液中的沉淀物在残渣净化装置I中混合后用适当的碱水洗涤后安全排放。
最终获得硫酸钙纯度93%,褐色沉淀中氢氧化铁含量90.5%,残渣固体中性。
实施例2:
一种富含碳酸盐重质油矿的高效分离方法和系统,步骤如下:
⑴经过破碎装置A粉碎的油砂15kg(碳酸盐含量61%,最大粒径5cm)送入混合-反应器B中(三级并联)与浓度为2摩尔/升的磷酸按照固液比为1:3(质量比)于常温下充分混合反应2小时,轮流切换操作。
⑵所得沥青泡沫经过C除气操作后加入5倍体积的戊烷进行固液分离,分离所得上层油相清液中水分含量小于1.5%,固含量小于0.5%,进入E中进行分离,回收溶剂,同时获得脱沥青质的沥青油产品14,沥青油回收率85.8%,其中沥青质含量低于3.5%。
⑶固液分离装置D所得的乳液和固体沉淀送往酸洗装置F洗涤,上层油相循环至固液分离装置D,固体沥青质19则单独提取排出。
⑷酸洗反应装置F所得废液及残渣沙土沉淀经过G过滤后,加入氢氧化钠于中和反应装置H中进行中和沉淀,将沉淀滤出,所得溶液排放。
⑸混合反应装置B中的沉淀物与酸洗反应装置F中的溶液中的沉淀物在残渣净化装置I中混合后用适当的碱水洗涤后安全排放。
最终获得磷酸钙纯度92.8%,褐色沉淀中氢氧化铁含量90.1%,残渣固体中性。
实施例3:
一种富含碳酸盐重质油矿的高效分离方法和系统,步骤如下:
⑴经过破碎装置A粉碎的油泥15kg(碳酸盐含量56%,最大粒径1.5cm)送入混合-反应器B中与浓度为3摩尔/升的草酸按照固-液比为1:3(质量比)于常温下充分混合反应120min,混合后进入脱气装置,对泡沫进行脱气;
⑵所得沥青泡沫经过C除气操作后加入5倍体积的庚烷进行固液分离,固液分离装置D分离所得上层油相清液中水分含量小于1.5%,固含量小于1.5%,进入到溶剂回收装置,进行溶剂回收,同时获得沥青油产品,沥青油回收率88.7%,其中沥青质含量低于5%。
⑶固液分离装置D所得的乳液和固体沉淀送往酸洗装置F洗涤,上层油相循环至固液分离装置D,固体沥青质19则单独提取排出。
⑷酸洗反应装置F所得废液及残渣沙土沉淀经过G过滤后,加入氢氧化钠于中和反应装置H中进行中和沉淀,将沉淀滤出,所得溶液排放。
⑸混合反应装置B中的沉淀物与酸洗反应装置F中的溶液中的沉淀物在残渣净化装置I中混合后用适当的石灰水洗涤后安全排放。
最终获得草酸钙纯度95.2%,褐色沉淀中氢氧化铁含量83.5%,残渣固体中性。
实施例4:
一种富含碳酸盐重质油矿的高效分离方法和系统,步骤如下:
⑴经过破碎装置A粉碎的油页岩15kg(碳酸盐含量52%,最大粒径5cm)送入混合-反应器B(四级并联)中与浓度为5摩尔/升的氢氟酸按照固-液比为1:3(质量比)于65℃下混合,反应50min,轮流切换。
⑵所得沥青泡沫经过C除气操作后加入5倍体积的己烷与戊烷混合物(体积比为1:1)进行固液分离(两级沉降与两级悬液分离D),分离所得上层油相清液中水分含量小于1.2%,固含量小于1.5%,进入到溶剂回收装置,进行溶剂回收,同时获得沥青油产品,沥青油回收率87.6%,其中沥青质含量低于5%。
⑶固液分离装置D所得的乳液和固体沉淀送往酸洗装置F洗涤,上层油相循环至固液分离装置D,固体沥青质19则单独提取排出。
⑷酸洗反应装置F所得废液及残渣沙土沉淀经过G过滤后,加入氢氧化钠于中和反应装置H中进行中和沉淀,将沉淀滤出,所得溶液排放。
⑸混合反应装置B中的沉淀物与酸洗反应装置F中的溶液中的沉淀物在残渣净化装置I中混合后用适当的碱水洗涤后安全排放。
最终获得氟化钙纯度91.5%,褐色沉淀中氢氧化铁含量83.4%,残渣固体中性。
实施例5:
一种富含碳酸盐重质油矿的高效分离方法和系统,步骤如下:
⑴经过破碎装置A粉碎的油砂15kg(碳酸盐含量52%,最大粒径3cm)送入混合-反应器B中与浓度为1摩尔/升的硫酸按照固-液比为1:6(质量比)于25℃下充分混合,反应30min。
⑵所得沥青泡沫经过除气操作后加入3倍体积的戊烷进行固液分离(两级沉降与两级悬液分离),分离所得上层油相清液中水分含量小于1.5%,固含量小于1.0%,进入到溶剂回收装置,进行溶剂回收,同时获得沥青油产品,沥青油回收率82.3%,其中沥青质含量低于6%。
⑶固液分离装置D所得的乳液和固体沉淀送往酸洗装置F洗涤,上层油相循环至固液分离装置D,固体沥青质19则单独提取排出。
⑷酸洗反应装置F所得废液及残渣沙土沉淀经过G过滤后,加入氢氧化钠于中和反应装置H中进行中和沉淀,将沉淀滤出,所得溶液排放。
⑸混合反应装置B中的沉淀物与酸洗反应装置F中的溶液中的沉淀物在残渣净化装置I中混合后用适当的氢氧化钠溶液洗涤后安全排放。
最终获得硫酸钙纯度98.9%,残渣固体中性。
本发明提出的一种富含碳酸盐重质油矿分离的系统和方法,已通过较佳实施例子进行了描述,相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的结构和技术方法进行改动或适当变更与组合,来实现本发明技术。特别需要指出的是,所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。
Claims (10)
1.一种富含碳酸盐重质油矿的分离系统,其特征在于:步骤如下
⑴重质油矿物先经过破碎装置粉碎,再与多元酸溶液混合反应,得到含有重质油泡沫、气体、溶液、残渣混合物,所得溶液为重金属盐溶液,残渣为钙盐沉淀和未溶解的沙粒;
⑵重质油泡沫经过除气过程后,采用溶剂稀释,并对稀释后的混合物进入固-液分离装置进行固-液分离,获得溶剂重质油混合物清液、油水乳液及固体沉淀;
⑶所得溶剂重质油混合物清液进入溶剂回收装置将溶剂回收,同时获得重质油产品;而油水乳液及固体沉淀则进入酸洗装置进行反应分离;
⑷酸洗装置产生的气体收集再利用,产生的上层油相返回至固液分离装置再分离,产生的固体沥青质沉淀采出利用,沉于底部的矿物盐沉淀及水溶液进入过滤器过滤;
⑸步骤⑴所得沉淀和沙粒与步骤⑷产生的滤渣经过碱液中和后排放或再利用,过滤装置产生的滤液经过碱液中和沉淀后回收重金属,剩余的溶液经中和后直接排放;
具体包括破碎装置、混合反应装置、除气装置、固液分离装置、溶剂回收装置、酸洗槽、过滤装置、沉淀单元、中和反应装置及各种物料输送设备及管道设备,具体连接关系如下:
破碎装置物料出口连接混合反应器,混合反应装置还制有液体物料进口,液体物料进口连接酸液储罐,混合反应装置分别制有气体出口、泡沫出口、液体出口以及固体残渣出口,泡沫出口连接泡沫除气装置,液体出口连接酸洗反应装置,固体残渣出口连接残渣净化装置,泡沫除气装置连接固液分离装置,在连接管道上制有溶剂加料口,加入溶剂,固液分离装置上部的油相出口连接溶剂回收装置,溶剂回收装置回收溶剂后剩余的沥青油排出后去油品精炼,固液分离装置下部的液体和固体出口连接酸洗反应装置,进行再次酸洗,酸洗后的上层油相返回固液分离装置,部分固体沥青质沉淀采出,下层的液体和矿物质固体出口连接过滤单元入口,过滤单元固体残渣与混合反应装置底部出来的固体残渣合并进行中和后直接排出,过滤单元液体出口连接中和沉淀反应装置,中和沉淀反应装置制有碱液加入口,下部制有沉淀出口,液体中和后排出即可。
2.根据权利要求1所述的富含碳酸盐重质油矿的分离系统,其特征在于:所处理的重质油矿为富含碳酸盐矿物质的重质油矿。
3.根据权利要求2所述的富含碳酸盐重质油矿的分离系统,其特征在于:所处理的重质油矿为油砂、页岩油、落地油或油泥。
4.根据权利要求1所述的富含碳酸盐重质油矿的分离系统,其特征在于:所述步骤⑴中与重质油矿混合反应的多元酸溶液为多元无机酸或多元有机酸。
5.根据权利要求4所述的富含碳酸盐重质油矿的分离系统,其特征在于:所述多元无机酸为硫酸或磷酸,所述多元有机酸为草酸,且酸溶液pH值小于1。
6.根据权利要求1所述的富含碳酸盐重质油矿的分离系统,其特征在于:所述的步骤⑴中的混合反应装置为多级并联交替连续式操作混合反应器。
7.根据权利要求1所述的富含碳酸盐重质油矿的分离系统,其特征在于:所述的步骤⑵中固液分离装置包括2级的液固重力沉降装置和2级的离心式分离装置。
8.根据权利要求1所述的富含碳酸盐重质油矿的分离系统,其特征在于:所述的步骤⑵中所加入的溶剂为戊烷、己烷、庚烷的一种或几种的混合物,加入量为重质油泡沫质量的0.5~5倍。
9.根据权利要求1所述的富含碳酸盐重质油矿的分离系统,其特征在于:所述的步骤⑶中的酸洗液为步骤⑴酸洗液的一部分或新鲜的酸洗液,酸洗后所得上层油相回收至固液分离装置。
10.根据权利要求1所述的富含碳酸盐重质油矿的分离系统,其特征在于:所述的步骤⑸中反应过程是加入碱液进行中和反应和沉淀反应,所加入的碱液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氨水或石灰水,当沉淀完全时,停止碱液的加入。
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