CN106893605A - 从含碳氢化合物的材料中分离细颗粒的方法及提取碳氢化合物的方法和装置 - Google Patents

从含碳氢化合物的材料中分离细颗粒的方法及提取碳氢化合物的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106893605A
CN106893605A CN201510953707.9A CN201510953707A CN106893605A CN 106893605 A CN106893605 A CN 106893605A CN 201510953707 A CN201510953707 A CN 201510953707A CN 106893605 A CN106893605 A CN 106893605A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydrocarbon
phase
solvent
water
containiproducts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510953707.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106893605B (zh
Inventor
刘春杰
夏激扬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Zhongke Huantong Engineering Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Priority to CN201510953707.9A priority Critical patent/CN106893605B/zh
Publication of CN106893605A publication Critical patent/CN106893605A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106893605B publication Critical patent/CN106893605B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G21/00Refining of hydrocarbon oils in the absence of hydrogen, by extraction with selective solvents
    • C10G21/06Refining of hydrocarbon oils in the absence of hydrogen, by extraction with selective solvents characterised by the solvent used
    • C10G21/12Organic compounds only
    • C10G21/14Hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G21/00Refining of hydrocarbon oils in the absence of hydrogen, by extraction with selective solvents
    • C10G21/06Refining of hydrocarbon oils in the absence of hydrogen, by extraction with selective solvents characterised by the solvent used
    • C10G21/12Organic compounds only
    • C10G21/20Nitrogen-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G21/00Refining of hydrocarbon oils in the absence of hydrogen, by extraction with selective solvents
    • C10G21/28Recovery of used solvent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/20Characteristics of the feedstock or the products
    • C10G2300/201Impurities
    • C10G2300/208Sediments, e.g. bottom sediment and water or BSW

Abstract

一种从含碳氢化合物的材料中分离细颗粒的方法包括:将包含碳氢化合物、细颗粒和水的所述含碳氢化合物的材料与溶剂混合,以得到第一混合物且使至少一部分所述细颗粒下沉;及从所述第一混合物中分离出包含所述碳氢化合物、所述溶剂和所述水的液相和包含下沉的至少一部分所述细颗粒的固相。本发明还涉及从含碳氢化合物的材料中提取碳氢化合物的方法及装置。

Description

从含碳氢化合物的材料中分离细颗粒的方法及提取碳氢化合 物的方法和装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及从含碳氢化合物的材料中分离细颗粒的方法和从含碳氢化合物的材 料中提取碳氢化合物的方法及装置。
背景技术
[0002] 在石油的开采中,对原材料中的细颗粒处理一直是个亟待解决的问题。若细颗粒 残留在石油中会大大影响成品的品质。在开采的过程中,还会形成含有碳氢化合物、细颗粒 和水的尾矿,通常被称为成熟细尾矿(Mature Fine Tailings)。这种尾矿中的细颗粒很难 沉降,现有技术无法对成熟细尾矿中的细颗粒进行令人满意的处理,而是将成熟细尾矿存 储在尾矿池中,可能带来严重的环境污染问题。
[0003] 因此,有必要提供一种新的从含碳氢化合物的材料中分离细颗粒的方法和从含碳 氢化合物的材料中提取碳氢化合物的方法及装置。
发明内容
[0004] —方面,本发明的实施例涉及从含碳氢化合物的材料中分离细颗粒的方法,其包 括:将包含碳氢化合物、细颗粒和水的所述含碳氢化合物的材料与溶剂混合,以得到第一混 合物且使至少一部分所述细颗粒下沉;从所述第一混合物中分离出包含所述碳氢化合物、 所述溶剂和所述水的液相和包含下沉的至少一部分所述细颗粒的固相。
[0005] 另一方面,本发明的实施例涉及从含碳氢化合物的材料中提取碳氢化合物的方 法,其包括:将包含碳氢化合物、细颗粒和水的所述含碳氢化合物的材料与溶剂混合,以得 到第一混合物且使至少一部分所述细颗粒下沉;从所述第一混合物中分离出包含所述碳氢 化合物、所述溶剂和所述水的液相和包含下沉的至少一部分所述细颗粒的固相;从所述液 相中分离出所述碳氢化合物。
[0006] 又一方面,本发明的实施例涉及从含碳氢化合物的材料中提取碳氢化合物的装 置,其包括:混合单元,用于将包含碳氢化合物、细颗粒和水的所述含碳氢化合物的材料与 溶剂混合,以得到第一混合物且使至少一部分所述细颗粒下沉;第一分离单元,用于从所述 第一混合物中分离出包含所述碳氢化合物、所述溶剂和所述水的液相和包含下沉的至少一 部分所述细颗粒的固相;及第二分离单元,用于从所述液相中分离出所述碳氢化合物。
附图说明
[0007] 参考附图阅读下面的详细描述,可以帮助理解本发明的特征、方面及优点,其中:
[0008] 图1为根据本发明的一些实施例的从含碳氢化合物的材料中分离细颗粒的方法的 流程示意图。
[0009] 图2为根据本发明的一些实施例的从含碳氢化合物的材料中提取碳氢化合物的方 法的流程示意图;
[0010] 图3为根据本发明的另一些实施例的从含碳氢化合物的材料中提取碳氢化合物的 方法的流程示意图;
[0011] 图4为根据本发明的一些实施例的从含碳氢化合物的材料中提取碳氢化合物的装 置的示意图;及
[0012] 图5为根据本发明的另一些实施例的从含碳氢化合物的材料中提取碳氢化合物的 装置的示意图。
具体实施方式
[0013] 本发明提及的“细颗粒”是指存在于含碳氢化合物的材料中的固体颗粒物,含碳氢 化合物的材料未被处理之前,该固体颗粒物在合理时间内的沉降可忽略不计。所述细颗粒 的示例如:粒径小于50微米的固体颗粒物,粒径小于44微米的固体颗粒物,或者是粒径小于 10微米的固体颗粒物。在一些情况下,所述合理时间可能是数年、数月、数日或者数小时。
[0014] 本发明提及的“沉降”是指细颗粒在力场作用下发生的定向运动,尤其是指细颗粒 的下沉运动。在一些实施例中,所述“沉降”是指细颗粒在重力作用下发生的下沉运动。
[0015] 本发明提及的“碳氢化合物”是指含有碳和氢两种元素的有机化合物,如:油。所述 油可以是轻油、重油、沥青等。
[0016] 本发明提及的“含碳氢化合物的材料”是指含有碳氢化合物、细颗粒及水的材料, 例如:成熟细尾矿、油砂、油泥等。在一些情况下,所述含碳氢化合物的材料还可能含有其他 固体杂质,如:砂砾等。
[0017] 本发明提及的“成熟细尾矿”是指油砂处理过程中产生的包括水、细颗粒和碳氢化 合物的混合物,所述混合物中的细颗粒在合理时间内的沉降可忽略不计。例如,对来自加拿 大阿沙巴斯克的油砂进行处理的过程中产生的成熟细尾矿中的细颗粒物含量大约为18-20%或者18%左右,碳氢化合物含量大约为1-10%或者7%左右,其余为水。
[0018] 本发明提及的“溶剂”是指能够溶解碳氢化合物的液体,之后可以通过改变温度或 压力的方式使所述溶剂与被溶解的碳氢化合物分离,所述溶剂可以为环己烷、二异丙胺、三 乙胺及其任意组合等。
[0019]本发明提及的“相”是指在没有外力作用下,物理、化学性质基本相同的物质的聚 集态,相与相之间一般有明确的物理界面。
[0020]本发明提及的“液相”是指将溶剂和含碳氢化合物的材料混合后得到的包含碳氢 化合物、溶剂及水的液体。在一些情况下,所述液相中存在细颗粒。
[0021 ]本发明提及的“碳氢化合物-溶剂相”是指从液相中分离出的相对于该碳氢化合 物-溶剂相总重量的碳氢化合物及溶剂重量之和所占的百分比大于50%的相,或者指相对 于该碳氢化合物-溶剂相总重量的碳氢化合物及溶剂重量之和所占的百分比大于80%的 相,或者指相对于该碳氢化合物-溶剂相总重量的碳氢化合物及溶剂重量之和所占的百分 比大于95 %的相。
[0022]本发明提及的“富溶剂相”是指从碳氢化合物-溶剂相中分离出的相对于该富溶剂 相总重量的溶剂重量所占的百分比大于5 0 %的相,或者指相对于该富溶剂相总重量的溶剂 重量所占的百分比大于80 %的相,或者指相对于该富溶剂相总重量的溶剂重量所占的百分 比大于93 %的相。
[0023] 本发明提及的“富碳氢化合物相”是指从碳氢化合物-溶剂相中分离出的相对于该 富碳氢化合物相总重量的碳氢化合物重量所占的百分比大于50%的相,或者指相对于该富 碳氢化合物相总重量的碳氢化合物重量所占的百分比大于80%的相,或者指相对于该富碳 氢化合物相总重量的碳氢化合物重量所占的百分比大于95 %的相。所述富碳氢化合物相还 可能含有其他杂质,如:细颗粒、水、溶剂等。
[0024] 本发明一方面涉及一种从含碳氢化合物的材料中分离细颗粒的方法,该方法能够 有效地对成熟细尾矿或炼油的原材料中的细颗粒进行分离。
[0025] 图1为根据本发明的实施例的从含碳氢化合物的材料中分离细颗粒的方法50的流 程示意图。参见图1,方法50包括步骤51至步骤54。
[0026] 在步骤51中,将包含碳氢化合物、细颗粒和水的含碳氢化合物的材料与溶剂混合, 以得到第一混合物且使至少一部分细颗粒下沉。下沉需要经过一定的时间,可能为几秒钟、 几分钟、十几分钟、几小时或者更长的时间,但是短于细颗粒在未被处理的含碳氢化合物的 材料中的沉降时间。
[0027] 在步骤52中,从第一混合物中分离出液相和固相。所述液相包含碳氢化合物、溶剂 和水,所述液相中还可能带有一部分正在或者即将下沉的细颗粒。所述固相包含下沉的至 少一部分细颗粒。具体地,所述固相可能包括已经下沉至第一混合物底部的一部分细颗 粒。还可能存在一部分正在下沉的细颗粒,这部分细颗粒还未到达底部成为固相的一部分。 可以预期的是,当经过足够长的时间(短于细颗粒在未被处理的含碳氢化合物的材料中的 沉降时间)之后,所述固相可能包括所有的下沉的细颗粒。另外,所述固相还可能包括含碳 氢化合物的材料中的其他固体杂质,如砂砾等。本发明的实施例所涉及的方法能够使含碳 氢化合物的材料中的细颗粒下沉成为固相的一部分,从而将细颗粒从含碳氢化合物的材料 中分离,可减少液态排放物对环境的影响。
[0028] 在一些实施例中,溶剂与水存在临界溶解温度。所谓的“临界溶解温度”是指两种 可部分互溶的液体形成的系统所具有的一个临界温度。当所述系统的温度在所述临界溶解 温度的一侧,所述两种液体完全互溶为一相。当所述系统的温度所述临界溶解温度的另一 侧,所述两种液体部分互溶以两相形式存在。
[0029] 所述临界溶解温度包括最低临界溶解温度和最高临界溶解温度。在一些实施例 中,溶剂与水存在最低溶解温度。这种情况下,当液相的温度低于最低溶解温度时,液相中 的溶剂与水完全互溶为一相;当液相的温度高于最低溶解温度,且当液相中的水足以使溶 剂相水饱和时,液相中的溶剂与水分离为两相,此时,液相包括碳氢化合物-溶剂相和水相, 其中,碳氢化合物-溶剂相是水饱和的,水饱和时的含水百分比与碳氢化合物-溶剂相的温 度相关。水相的主要成分是水,水相中还可能存在细颗粒。因此,在一些实施例中,可以在低 于最低溶解温度的环境下,将含碳氢化合物的材料与溶剂混合形成第一混合物,如果第一 混合物中的含水量较少,可以加入适量的水,然后将第一混合物加热至高于该最低溶解温 度,以使第一混合物中产生水相。水相的出现能够进一步加快细颗粒的沉降速度。另外,也 可以采用与水存在最高临界溶解温度的溶剂来处理含碳氢化合物的材料中的细颗粒。
[0030] 然而,水相的量也不宜过多,因为之后可能会对水相中的水进行回收处理,水相 的量越大,回收处理的工作量也越大。因此,在保证细颗粒沉降效果的前提下,可尽量减少 水相的产生量。在一些实施例中,通过控制加水量使所述水相中水的重量小于或等于所述 碳氢化合物-溶剂相中水的重量的3倍,这样,即能够保证细颗粒的有效沉降,又能够减少水 相的产生量。
[0031 ]在一些实施例中,上述的与水存在最低溶解温度的溶剂可能包括二异丙胺、三乙 胺或其组合。二异丙胺与水具有的最低临界溶解温度为27摄氏度,当低于27摄氏度时,二异 丙胺与水完全互溶为一相,当高于27摄氏度时,二异丙胺与水部分互溶以两相形式存在。三 乙胺与水具有的最低临界溶解温度为18摄氏度,当低于18摄氏度时,三乙胺与水完全互溶 为一相,当高于18摄氏度时,三乙胺与水部分互溶以两相形式存在。
[0032] 在图1所示的实施例中,所述方法还可包括溶剂的回收利用步骤。如步骤53所示, 可通过加热的方式从液相中分离出气态的富溶剂相,然后再使气态的富溶剂相冷凝成液态 的富溶剂相,以便回收利用。在步骤54中,将分离出的富溶剂相与含碳氢化合物的材料混 合,以得到第一混合物且使至少一部分细颗粒下沉。
[0033] 分离出的富碳氢化合物相可被进一步加工,以得到符合品质要求的碳氢化合物产 品。
[0034] 本发明的另一方面还涉及一种从含碳氢化合物的材料中提取碳氢化合物的方法, 该方法可以有效减少提取出的碳氢化合物中的细颗粒物含量,从而提高碳氢化合物产品的 品质。
[0035] 图2所示为根据本发明的实施例的从含碳氢化合物的材料中提取碳氢化合物的方 法60的流程示意图。参见图2,方法60包括步骤61至步骤63。
[0036] 在步骤61中,将包含碳氢化合物、细颗粒和水的含碳氢化合物的材料与溶剂混合, 以得到第一混合物且使至少一部分细颗粒下沉。在步骤62中,从第一混合物中分离出包含 碳氢化合物、溶剂和水的液相和包含下沉的至少一部分细颗粒的固相。通过这一步骤,可使 细颗粒和碳氢化合物分离,有助于降低碳氢化合物中的细颗粒含量。
[0037] 在步骤63中,从液相中分离出碳氢化合物。可通过加热的方式将液相中的水和溶 剂气化,从而留下液态的富碳氢化合物相。该富碳氢化合物相可直接作为碳氢化合物使用, 也可被进一步加工,得到满足需要的碳氢化合物产品,如:轻油、重油、沥青等。本发明的实 施例所涉及的从含碳氢化合物的材料中提取碳氢化合物的方法可降低提取出的碳氢化合 物中的细颗粒含量,且可减少提取产生的液体排放物对环境的影响。
[0038] 在一些实施例中,可以采用与水存在临界溶解温度的溶剂,来从含碳氢化合物的 材料中提取碳氢化合物。采用具有这种性质的溶剂来提取碳氢化合物,能够进一步降低碳 氢化合物成品中的细颗粒含量。图3展示了根据这种实施例的从含碳氢化合物的材料中提 取碳氢化合物的方法70的流程图。参见图3,方法70包括步骤71至步骤75。
[0039] 与步骤61相类似,在步骤71中,将包含碳氢化合物、细颗粒和水的所述含碳氢化合 物的材料与溶剂混合,以得到第一混合物且使至少一部分所述细颗粒下沉。与步骤62相类 似,在步骤72中,从第一混合物中分离出包含碳氢化合物、溶剂和水的液相和包含下沉的至 少一部分细颗粒的第一固相。
[0040] 在步骤73中,向所述液相中加水。采用油砂作为含碳氢化合物的材料时,由于油砂 中的含水量较少,所以可在液相中加入一定量的水,以保证在后续的步骤中碳氢化合物-溶 剂相能够水饱和,从而分离出水相。值得注意的是,在含碳氢化合物的材料中的含水量较多 的情况下,这一步骤可以省略。例如:当含碳氢化合物的材料为成熟细尾矿时,不在液相中 加水,也可在后续的步骤中分离出水相。
[0041] 在步骤74中,改变所述液相的温度至第一温度,以从所述液相中分离出碳氢化合 物-溶剂相和水相。这个过程中,还可能分离出第二固相,第二固相可包括在步骤73和步骤 74的过程中沉降至底部的细颗粒。其中,碳氢化合物-溶剂相是水饱和的,水相的主要成分 是水,水相中还带有细颗粒。当采用与水存在最低临界溶解温度的溶剂时,所述第一温度 大于所述临界溶解温度。当采用与水存在最高临界溶解温度的溶剂时,所述第一温度小于 所述临界溶解温度。
[0042] 在步骤75中,改变碳氢化合物-溶剂相的温度至第二温度,以从所述碳氢化合物-溶剂相中分离出碳氢碳化物和富溶剂相。所述第二温度大于所述第一温度。在一些实施例 中,所述第二温度为溶剂的沸点,当到达第二温度时,碳氢化合物-溶剂相分离为气态的富 溶剂相和液态的富碳氢化合物相,可通过气液分离的方式将富溶剂相和富碳氢化合物相分 离。分离出的富碳氢化合物相可直接作为碳氢化合物使用,也可被进一步加工,得到满足需 要的碳氢化合物产品,如:轻油、重油、沥青等。
[0043] 在一些实施例中,所述含碳氢化合物的材料为油砂,采用二异丙胺作为溶剂。在室 温,将油砂和二异丙胺混合,以得到第一混合物。待混合物分离为液相和第一固相之后,将 第一固相去除。在液相中加入适量的水后,再将液相加热到大约70°C到大约75°C范围内,以 使液相分离成沥青-溶剂相、水相和第二固相。然后,再将沥青-溶剂相加热到约80°C到大约 85°C范围内,以使沥青-溶剂相分离为富沥青相和富溶剂相。此时,水的总重量相对于所述 富溶剂相的重量的百分比在大约7 %至大约25 %的范围。
[0044] 图4为根据本发明的实施例的从含碳氢化合物的材料中提取碳氢化合物的装置10 的示意图。参见图4,装置10包括混合单元101、第一分离单元103及第二分离单元105。
[0045] 混合单元101用于将包含碳氢化合物、细颗粒和水的含碳氢化合物的材料203与溶 剂201混合,以得到第一混合物205且使至少一部分所述细颗粒下沉。混合单元101可能为任 何能使含碳氢化合物的材料和溶剂混合的容器,所述容器还可能带有搅拌装置。
[0046] 第一分离单元103用于从第一混合物205中分离出包含碳氢化合物、溶剂和水的液 相207和包含下沉的至少一部分细颗粒的固相209。第一分离单元103可为固液分离装置, 例如:重力沉降装置、离心机、过滤器、抽滤机,或其任意组合。
[0047] 第二分离单元105用于从液相207中分离出碳氢化合物211。在一些实施例中,第二 分离单元105包括蒸馏装置,如:蒸馏塔,用于使液相207中的水和溶剂气化,从而得到液态 的碳氢化合物。
[0048] 图5为根据本发明的另一实施例的从含碳氢化合物的材料中提取碳氢化合物的装 置30的示意图。参见图5,装置30包括混合单元301、第一分离单元303、第二分离单元305、第 三分离单元307及第一传输单元309。
[0049] 与装置10中的混合单元101相类似,混合单元301用于将含碳氢化合物的材料403 与溶剂401混合,以得到第一混合物405,且使至少一部分所述细颗粒下沉。混合单元301可 能为任何能使含碳氢化合物的材料和溶剂混合的容器,所述容器还可带有搅拌装置。溶剂 401与水可存在临界溶剂温度。
[0050] 与装置10中的第一分离单元103相类似,第一分离单元303用于从第一混合物405 中分离出包含碳氢化合物、溶剂和水的液相407和包含下沉的一部分细颗粒的第一固相 409。第一固相409包括此时已经下沉至第一混合物底部的细颗粒。液相407中可带有一部分 细颗粒。第一分离单元303可为固液分离装置,例如:重力沉降装置、离心机、过滤器、抽滤 机,或其任意组合。
[0051 ]第三分离单元307用于从液相407中分离出碳氢化合物-溶剂相413、水相415和第 二固相417。第二固相417可能包括如前所述的液相407中带有的细颗粒,此时该部分细颗粒 下沉至液相的底部成为第二固相417的一部分。在一些实施例中,第三分离单元307包括加 热装置,用于将液相407加热至高于临界溶解温度的第一温度。
[0052] 第二分离单元305用于从碳氢化合物-溶剂相413中分离出碳氢碳化物411和富溶 剂相419。在一些实施例中,第二分离单元305包括蒸馏装置,如:蒸馏塔,用于使碳氢化合 物-溶剂相413分离成气态的富溶剂相419和液态的碳氢化合物411。第二分离单元305还可 能包括冷凝装置,用于使气态的富溶剂相419液化,以便于回收利用。
[0053] 第一传输单元309位于第二分离单元305和混合单元301之间,其用于将由第二分 离单元305分离出的富溶剂相419传输至混合单元301。富溶剂相419与含碳氢化合物的材料 403在混合单元301中被混合,形成第一混合物405。在一些实施例中,第一传输单元309包括 传输管道,其一端与第二分离单元305连接,另一端与混合单元301连接。
[0054] 实验示例
[0055] 以下提供本发明的一些实验示例。以下实验示例可以为本领域内技术人员实施本 发明提供参考。这些例子并不限制权利要求的范围。
[0056] 例 1
[0057] 本实验示例中所使用的成熟细尾矿是在处理来自加拿大阿沙巴斯克的油砂的过 程中产生的,其中,该成熟细尾矿中的细颗粒的重量百分比为18.84%左右,碳氢化合物的 重量百分比大约为7%,其余为水。
[0058] 在大约25°C的室温,用量程为IOOmU直径为3厘米的量筒量取20克所述成熟细尾 矿,并静置。分别在静置开始时及静置开始后的1分钟时、5分钟时、10分钟时、20分钟时,在 占量筒中成熟细尾矿总高度40%的高度处取样,得到5份样品。使用马弗炉分别检测所述5 份样品的细颗粒含量,结果列于下表1中。在上述实验步骤中,未加入任何溶剂,上述实验得 到的实验数据作为参照例使用。
[0059] 在大约25°C的室温,用量程为IOOmU直径为3厘米的量筒量取20克所述成熟细尾 矿作为含碳氢化合物的材料,在其中加入40克环己烷作为溶剂,得到第一混合物,搅拌15分 钟后静置。分别在静置开始时及在静置开始后的1分钟时、5分钟时、10分钟时、20分钟时,在 占第一混合物总高度40%的高度处取样,得到5份样品。使用马弗炉分别检测所述5份样品 的细颗粒含量。可观察到,静置开始后所述第一混合物逐渐分离为液相和固相。
[0060] 采用与上述类似的方法再进行两次实验,只是将溶剂替换为二异丙胺和三乙胺。 当溶剂为三乙胺时,所述液相包括溶剂-碳氢化合物相和水相。当溶剂为二异丙胺时,可通 过加热所述第一混合物或所述液相,使所述液相分离成溶剂-碳氢化合物相和水相。所述溶 剂-碳氢化合物相可被进一步加热,从而被分离成富溶剂相和富碳氢化合物相。
[0061] 上述参照例及三次实验的实验数据如下表1所示。
[0062] 表 1
[0063]
Figure CN106893605AD00091
[0064] 表1的数据显示,未与任何溶剂混合的成熟细尾矿,其在占其总高度40%的高度处 的细颗粒含量在20分钟内基本保持不变,这显示未经处理的成熟细尾矿中的细颗粒很少或 几乎不沉降。
[0065] 在成熟细尾矿与溶剂混合后,40%高度处的细颗粒含量显著降低了,下沉的细颗 粒在量筒的底部形成了固相,这表明溶剂使成熟细尾矿中的细颗粒下沉了。
[0066] 使用上述三种溶剂均可以在20分钟内使占第一混合物总高度40%高度处的细颗 粒含量降至0.1%以下。其中,使用二异丙胺作为溶剂处理成熟细尾矿的情况下,可以在10 分钟内,将其40%高度处的细颗粒含量降至1%以下;使用三乙胺作为溶剂处理成熟细尾 矿的情况下,可以在5分钟内,将其40%高度处的细颗粒含量降至1%以下。
[0067] 例2
[0068] 采用来自加拿大阿沙巴斯克的油砂作为含碳氢化合物的材料,所述油砂的含水量 大约为8%,碳氢化合物的重量百分比大约为11%,细颗粒含量大约为25%。采用环己烷作 为溶剂。将50克油砂与50克环己烷进行混合,在大约25°C的室温下搅拌约15分钟,得到第一 混合物。将所述第一混合物输送到重力沉降设备中沉降约10分钟,得到液相和第一固相。取 出位于第一混合物上层的大约30克液相,在其中加入约1.8克蒸馏水,摇动约2分钟,然后将 该液相加热至74°C左右,从液相中分离出沥青-溶剂相。然后将所述沥青-溶剂相输送到蒸 馏塔中,进一步将其分离成富沥青相和富溶剂相。然后,使用马弗炉测定富沥青相的细颗粒 含量,测得的细颗粒含量为7.56%。
[0069] 采用与上述类似的方法再进行一次实验,只是所采用溶剂替换为二异丙胺,最后 测得的富沥青相的细颗粒含量为1.52%。
[0070] 由本示例的实验结果可知,最后得到的富沥青相中的细颗粒含量低于油砂中的细 颗粒的含量,这说明油砂中的部分细颗粒下沉成为固相的一部分,这部分细颗粒与固相一 起被分离,从而得到了细颗粒含量较少的富沥青相。
[0071] 与水存在临界溶解温度的溶剂如:二异丙胺,能显著降低被提取出的沥青中的细 颗粒含量。
[0072] 例3
[0073] 本实验采用的含碳氢化合物的材料为来自加拿大阿沙巴斯克的油砂,所述油砂的 含水量大约为8%,碳氢化合物的重量百分比大约为11%,细颗粒含量大约为25%。采用的 溶剂为二异丙胺。将所述油砂与二异丙胺按1:1的比例进行混合,在大约25°C的室温搅拌约 15分钟,得到第一混合物。将所述第一混合物输送到重力沉降设备中沉降约10分钟,得到液 相和第一固相。取出位于第一混合物上层的液相,使用卡尔费休水分测定仪(型号: 915KFTi-touch)测定液相中的含水量,测得液相中的含水量为0.86 %左右。取上述液相约 30克,然后,将该液相加热至74°C左右,从液相中分离出沥青-溶剂相和第二固相。所述第二 固相包括在加热过程中下沉的细颗粒。将所述沥青-溶剂相输送到蒸馏塔中加热,进一步将 其分离成富沥青相和富溶剂相,对分离出的富溶剂相进行称重,并且使用马弗炉测定富沥 青相中的细颗粒含量。
[0074] 采用与上述类似的方法再进行五次实验,只是在液相中加入一定量的水后再将液 相加热至74°C左右,且所取的液相重量也有所不同,各实验的加水量、液相重量如表2所示。
[0075] 在加水量为3.00g、6.00g、12.50g的三个实验中,在加热至74°C左右的步骤之后, 除了所述沥青-溶剂相和第二固相之外,还可从液相中分离出水相,所述水相中有细颗粒, 所述带有细颗粒的水相即为本实验的液态排放物,对所述排放物进行称重。所述排放物中 的细颗粒可沉降,所述排放物中的水可被进一步回收利用。
[0076] 计算水的总重量相对于富溶剂相的重量的百分比。在有水相出现,S卩:所述沥青-溶剂相水饱和的情况下,计算水相中水的重量与沥青-溶剂相中水的重量的比值。其中,水 的总重量、水相中水的重量及沥青-溶剂相中水的重量分别通过如下方式计算:
[0077] 水的总重量=液相含水量*液相重量+加水重量;其中,根据前述步骤测得的液相 中的含水量为0.86 %左右。
[0078] 沥青-溶剂相中水的重量=水饱和的富溶剂相中水的重量=水饱和的富溶剂相的 含水量*富溶剂相重量,其中,在74°C左右,水饱和的富二异丙胺相的含水量为7%左右; [0079 ]水相中水的重量=水的总重量一沥青-溶剂相中水的重量。
[0080] 上述各实验的实验结果,汇总如下表2所示。
[0081] 表2
[0082]
Figure CN106893605AD00101
[0083]
Figure CN106893605AD00111
[0084] 表2的数据显示,在第一混合物中加入适量的水能够有效降低沥青中的细颗粒含 量,提高沥青的品质。当加入的水量能使溶剂相水饱和,从而产生水相时,沥青中的细颗粒 含量可被进一步降低,提高沥青的品质。当水的总重量相对于富溶剂相重量的百分比在大 约7 %至大约25 %的范围时,S卩:当水相中水的重量和水饱和的沥青-溶剂相中水的重量的 比值小于3:1时,能够有效提高沥青的品质且控制排放物的产生量。
[0085] 虽然结合特定的实施例对本发明进行了说明,但本领域的技术人员可以理解,对 本发明可以作出许多修改和变型。因此,要认识到,权利要求书的意图在于覆盖在本发明真 正构思和范围内的所有这些修改和变型。

Claims (10)

1. 一种从含碳氢化合物的材料中分离细颗粒的方法,包括: 将包含碳氢化合物、细颗粒和水的所述含碳氢化合物的材料与溶剂混合,以得到第一混合物且使至少一部分所述细颗粒下沉;及 从所述第一混合物中分离出包含所述碳氢化合物、所述溶剂和所述水的液相和包含下沉的至少一部分所述细颗粒的固相。
2. —种从含碳氢化合物的材料中提取碳氢化合物的方法,包括: 将包含碳氢化合物、细颗粒和水的所述含碳氢化合物的材料与溶剂混合,以得到第一混合物且使至少一部分所述细颗粒下沉; 从所述第一混合物中分离出包含所述碳氢化合物、所述溶剂和所述水的液相和包含下沉的至少一部分所述细颗粒的固相;及从所述液相中分离出所述碳氢化合物。
3. 根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述溶剂包括二异丙胺、三乙胺或其任意组 合。
4. 根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述溶剂与水存在临界溶解温度。
5. 根据权利要求4所述的方法,其中,所述液相包括碳氢化合物-溶剂相和水相。
6. 根据权利要求5所述的方法,其中,所述水相中水的重量小于或等于所述碳氢化合物-溶剂相中水的重量的3倍。
7. 根据权利要求5所述的方法,包括从所述碳氢化合物-溶剂相中分离出富溶剂相;及将所述富溶剂相与所述含碳氢化合物的材料混合以得到所述第一混合物。
8. 根据权利要求4所述的方法,其中,所述从液相中分离出碳氢化合物的步骤包括: 改变所述液相的温度至第一温度,以从所述液相中分离出碳氢化合物-溶剂相和水相; 及 改变所述碳氢化合物-溶剂相的温度至第二温度,以从所述碳氢化合物-溶剂相中分离出所述碳氢碳化物和富溶剂相,所述第二温度大于所述第一温度。
9. 根据权利要求8所述的方法,包括向所述第一混合物加水,其中,所述含碳氢化合物的材料包括油砂,所述溶剂包括二异丙胺,所述第一温度在大约70°C到大约75°C范围,水的总重量相对于所述富溶剂相的重量的百分比在大约7 %至大约25 %的范围。
10. —种从含碳氢化合物的材料中提取碳氢化合物的装置,包括: 混合单元,用于将包含碳氢化合物、细颗粒和水的所述含碳氢化合物的材料与溶剂混合,以得到第一混合物且使至少一部分所述细颗粒下沉; 第一分离单元,用于从所述第一混合物中分离出包含所述碳氢化合物、所述溶剂和所述水的液相和包含下沉的至少一部分所述细颗粒的固相;及第二分离单元,用于从所述液相中分离出所述碳氢化合物。
CN201510953707.9A 2015-12-17 2015-12-17 从含碳氢化合物的材料中分离细颗粒的方法及提取碳氢化合物的方法和装置 Active CN106893605B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510953707.9A CN106893605B (zh) 2015-12-17 2015-12-17 从含碳氢化合物的材料中分离细颗粒的方法及提取碳氢化合物的方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510953707.9A CN106893605B (zh) 2015-12-17 2015-12-17 从含碳氢化合物的材料中分离细颗粒的方法及提取碳氢化合物的方法和装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106893605A true CN106893605A (zh) 2017-06-27
CN106893605B CN106893605B (zh) 2019-04-05

Family

ID=59188505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510953707.9A Active CN106893605B (zh) 2015-12-17 2015-12-17 从含碳氢化合物的材料中分离细颗粒的方法及提取碳氢化合物的方法和装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106893605B (zh)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103739175A (zh) * 2013-12-17 2014-04-23 辽宁石油化工大学 一种处理油泥的方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103739175A (zh) * 2013-12-17 2014-04-23 辽宁石油化工大学 一种处理油泥的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106893605B (zh) 2019-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Walawalkar et al. Process investigation of the acid leaching of rare earth elements from phosphogypsum using HCl, HNO3, and H2SO4
JP5858449B2 (ja) 炭化水素含有材料からの炭化水素抽出
CA2713584C (en) Recovery of bitumen from oil sands using sonication
US4859317A (en) Purification process for bitumen froth
US7985333B2 (en) System and method of separating bitumen from tar sands
Madella et al. A simple method of extraction of opal phytoliths from sediments using a non-toxic heavy liquid
CA2217623C (en) Cold dense slurrying process for extracting bitumen from oil sand
US7909989B2 (en) Method for obtaining bitumen from tar sands
US8101067B2 (en) Methods for obtaining bitumen from bituminous materials
US4514305A (en) Azeotropic dehydration process for treating bituminous froth
CA2425840C (en) Method and system for deaerating a bitumen froth
US4722782A (en) Method for solvent treating of tar sands with water displacement
US20090200209A1 (en) Upgrading Bitumen In A Paraffinic Froth Treatment Process
RU2418839C2 (ru) Получение биодизеля и использование в переработке нефтеносных песков
CA1215014A (en) Extraction process and apparatus for hydrocarbon containing ores
US3875046A (en) Recovery of oil from tar sand by an improved extraction process
CA2797513C (en) Integrated processes for recovery of hydrocarbon from oil sands
AU2015236476B2 (en) Method to extract bitumen from oil sands
US8603326B2 (en) Systems, methods and compositions for the separation and recovery of hydrocarbons from particulate matter
WO2012138454A1 (en) Method for recovering hydrocarbon from tar sand using nanofluid
Forsman et al. Insoluble organic matter (kerogen) in sedimentary rocks
US9447329B2 (en) Analogue ionic liquids for the separation and recovery of hydrocarbons from particulate matter
CA2682109C (en) Method and system for reclaiming waste hydrocarbon from tailings using solvent sequencing
US4783268A (en) Microbubble flotation process for the separation of bitumen from an oil sands slurry
CN103769312A (zh) 一种泥水盾构渣土处理回收利用的施工方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20180130

Address after: 1 units three layer 309, unit 12, Zhongguancun South Street, Haidian District, Beijing

Applicant after: Beijing Zhongke national environmental protection engineering technology Limited by Share Ltd

Address before: American New York

Applicant before: General Electric Company

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20201228

Address after: 100081 602-2, 6th floor, building 3, Fuhai center, Daliushu, Haidian District, Beijing

Patentee after: Beijing Zhongke Huantong Engineering Technology Co.,Ltd.

Address before: 100081 Beijing Haidian District Zhongguancun South Avenue a 12, 1, three, 309 units.

Patentee before: BEIJING GENERAL TREATMENT ENVIRONMENTAL PROTECTION ENGINEERING TECHNOLOGY Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right