CN207193205U - 油砂油的有机溶剂连续萃取系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种油砂油的有机溶剂连续萃取系统，包括破碎机、萃取器、蒸脱机和第一蒸发器，破碎机的出口与萃取器相连，萃取器的湿砂出口与湿砂输送机的入口相连，湿砂输送机的出口与蒸脱机的入口相连，第一蒸发器包括第一蒸发室和第一加热室，萃取器的混合油出口与混合油输送泵的入口相连，混合油输送泵的出口与细沙分离装置的入口相连，细沙分离装置的出口与混合油加热器的入口相连，混合油加热器的出口与电脱盐罐的入口相连，电脱盐罐的出口与第一加热室底部的混合油入口相连，蒸脱机的尾砂排口与尾砂输送机连接，蒸脱机的气相出口与第一加热室上部的壳程入口相连。第一加热室的壳程下部连接有节能器。该系统提取率高，油品好，消耗低。

Description

油砂油的有机溶剂连续萃取系统

技术领域

本实用新型涉及一种化工分离系统，特别涉及一种油砂油的有机溶剂连续萃取系统，属于油砂萃取技术领域。

背景技术

油砂 (Oil Sand) 亦称焦油砂 (Tar Sand)，由砂粒或岩石、水和稠油组成，是一种重要的非常规石油资源。油砂开采与常规石油的开采方法截然不同，目前比较成熟的方法有两种，一是对距离地面较近的贮藏采用露天开采法；二是对于深埋地下的贮藏(一般在地下75～400米之间)采用现场分离的方法。

目前露天开采分离方法主要有热碱水溶液洗脱法、干馏法和有机溶剂法。热碱水溶液洗脱法是目前工业化的主要方法，但需要消耗大量的水，露天开采1桶(159 L)油平均消耗10～14桶(1590～2226 L)的水。这些水使用完后与尾砂混合在一起进入尾砂池，需要几年的时间水和尾砂才能沉降分离。因此，水洗法分离油砂沥青将产生大量的废水，带来严重的环境问题。干馏法尽管工艺简单，过程中基本不产生废水，而且得到的油砂油品质较好，但其缺点是能耗高，提取率低，难以实现大规模工业化生产。

有机溶剂萃取法的提取率高，能耗小，过程中产生的废水量少，利用有机溶剂对油砂进行萃取提油一直是研究热点。公开号为CN 104178202B的中国发明专利公开了一种油砂萃取分离工艺方法，采用两次搅拌萃取，两次离心分离，但明显萃取级数不够，难以达到较高的萃取率，且离心设备投资大，电耗高。公开号为CN 105733642 A的中国发明专利申请公开了一种用于油砂萃取沥青的复合溶剂以及萃取的工艺，采用基础溶剂为200#溶剂油，助剂包括乙酸丁酯、二甲苯、石油醚、二丁醚，并采用超声辅助萃取后离心分离。这种方法油砂油提取率高，但缺陷在于200#溶剂油和二甲苯沸点高，溶剂回收困难，且超声辅助尽管有一定的效果但难以实现大规模方法应用。

总之，现有的油砂溶剂萃取工艺普遍存在以下缺陷：（1）在油砂和溶剂的分离问题上由于溶剂在油砂中的渗透性差，溶剂与油砂的分离主要通过离心机实现，设备投资大，电耗高；（2）萃取工艺过程未充分考虑节能技术，蒸汽消耗高；（3）未考虑油砂油的脱盐，加大了油砂油的后续加工难度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种油砂油的有机溶剂连续萃取系统，提取率高，油砂油的品质好，且投资和消耗低。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种油砂油的有机溶剂连续萃取系统，包括破碎机、萃取器、蒸脱机和第一蒸发器，破碎机的出口与油砂输送机的入口相连，油砂输送机的出口与萃取器的油砂入口相连，所述萃取器的湿砂出口与湿砂输送机的入口相连，所述湿砂输送机的出口与所述蒸脱机的入口相连，所述第一蒸发器包括第一蒸发室和连接在第一蒸发室下方的第一加热室，所述萃取器的混合油出口与混合油输送泵的入口相连，所述混合油输送泵的出口与细沙分离装置的入口相连，所述细沙分离装置的出口与混合油加热器的入口相连，所述混合油加热器的出口与电脱盐罐的入口相连，所述电脱盐罐的出口与所述第一加热室底部的混合油入口相连，所述蒸脱机的尾砂排口与尾砂输送机连接，所述蒸脱机的气相出口与所述第一加热室上部的壳程入口相连，所述第一蒸发室的底部连接有一效蒸发输出管。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：油砂经过破碎机破碎至一定粒度后，由油砂输送机送入萃取器，萃取剂采用有机溶剂，可采用正己烷、异己烷、环己烷、正庚烷、甲苯、丙酮、石脑油、重整汽油中的一种或几种。萃取后的湿砂进入蒸脱机，脱除尾砂中的溶剂。萃取结束后的混合油中含有一定的细砂，由混合油输送泵送入细沙分离装置进行分离后，细砂返回萃取器，混合油进入电脱盐罐，脱盐后的混合油进入第一蒸发器进行蒸发浓缩，蒸脱机的气相进入第一蒸发器的加热室壳程对混合油进行加热。在混合油浓缩前进行电脱盐，避免了油砂油在后续加工中再次加溶剂稀释脱盐（油砂油粘度大，必须降粘后才能进行电脱盐），提高了油砂油的品质，有利于降低油砂油后续加工成本；对蒸脱机气相所排的水蒸气、溶剂汽及热量均进行了回收；整个过程可实现连续生产，便于工业化放大。

作为本实用新型的改进，所述第一加热室的壳程下部与节能器的壳程下部相连，所述节能器的壳程下部与蒸脱冷凝器的壳程下部相连；所述第一蒸发室的顶部气相出口与冷凝器的入口相连，所述冷凝器的排液口与分水箱的入口相连，所述分水箱的溶剂出口与溶剂泵的入口相连，所述溶剂泵的出口与所述节能器的管程入口相连，所述节能器的管程出口通过溶剂回流管与溶剂加热器的入口相连，所述溶剂加热器的出口与所述萃取器的溶剂入口相连。从第一蒸发器顶部排出的水蒸气与溶剂汽经冷凝器冷凝成液态，进入分水箱分离，溶剂由溶剂泵抽出，进入节能器的管程预热，预热后的溶剂再经溶剂加热器加热后，回到萃取器；充分进行了节能换热，有助于进一步减小蒸汽消耗。

作为本实用新型的进一步改进，所述一效蒸发输出管与第二蒸发器的进油口相连，所述第二蒸发器的蒸发室底部连接有二效蒸发输出管。第一蒸发器中浓度由10.7%浓缩至75%，进入第二蒸发器继续进行浓缩，浓度可达97%。

作为本实用新型的进一步改进，所述二效蒸发输出管的出口与二效输送泵的入口相连，所述二效输送泵的出口与气提塔的进油口相连，所述气提塔的出油口与沥青输送泵的入口相连，所述沥青输送泵的出口连接有沥青输出管。经过二效浓缩后的油砂油及沥青，经过汽提塔将浓度可升高至99.5%，由沥青输送泵输出。

作为本实用新型的进一步改进，所述细沙分离装置包括旋液分离器和过滤器，所述旋液分离器的圆周入口与所述混合油输送泵的出口相连，所述旋液分离器的顶部出口与所述过滤器的入口相连，所述过滤器的出口与所述混合油加热器的入口相连；所述旋液分离器和所述过滤器的排砂口与所述萃取器的回砂口相连。混合油中的细砂先进入旋液分离器进行离心分离，再由过滤器进一步分离后，细砂返回萃取器，混合油进入电脱盐罐。

作为本实用新型的进一步改进，所述萃取器为沉浸式逆流萃取器。采用了沉浸式逆流萃取器对油砂进行连续多段萃取，每一段为一个斜刮板装置，在重力差的作用下，油砂沉于底部，由刮板从底部输送至顶部，带入下一级，避免了每一级间增加分离设备；每一级混合油具有一定的浓度差，从油砂进口到出口方向，混合油浓度越来越稀。

作为本实用新型的进一步改进，所述蒸脱冷凝器、第二蒸发器和气提塔的顶部排气口均与所述冷凝器的入口相连，所述冷凝器的出口与矿物油吸收系统的入口相连，所述矿物油吸收系统的排气口与排风机相连。第一蒸发器、第二蒸发器和气提塔的气相可共用冷凝器，溶剂汽得以冷凝回收，极少量的油气从冷凝器的出口排出，由矿物油吸收系统补集。

作为本实用新型的进一步改进，所述分水箱的出水口接废水处理装置。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为本实用新型油砂油的有机溶剂连续萃取系统的流程图。

图中：1.破碎机；2. 油砂输送机；3.萃取器；4.湿砂输送机；5.蒸脱机；6.旋液分离器；7.过滤器；8.混合油加热器；9.电脱盐罐；10.第一蒸发器；11.节能器；12.蒸脱冷凝器；13.第二蒸发器；14.气提塔；15.冷凝器；16.分水箱；17.溶剂加热器；18.尾砂输送机；19.矿物油吸收系统；20.废水处理装置；P1.混合油输送泵；P2. 二效输送泵；P3.溶剂泵；P4.沥青输送泵。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型油砂油的有机溶剂连续萃取系统，包括破碎机1、萃取器3、蒸脱机5和第一蒸发器10，破碎机1的出口与油砂输送机2的入口相连，油砂输送机2的出口与萃取器3的油砂入口相连，萃取器3的湿砂出口与湿砂输送机4的入口相连，湿砂输送机4的出口与蒸脱机5的入口相连，第一蒸发器10包括第一蒸发室和连接在第一蒸发室下方的第一加热室，萃取器3的混合油出口与混合油输送泵P1的入口相连，混合油输送泵P1的出口与细沙分离装置的入口相连，细沙分离装置的出口与混合油加热器8的入口相连，混合油加热器8的出口与电脱盐罐9的入口相连，电脱盐罐9的出口与第一加热室底部的混合油入口相连，蒸脱机5的尾砂排口与尾砂输送机18连接，蒸脱机5的气相出口与第一加热室上部的壳程入口相连，第一蒸发室的底部连接有一效蒸发输出管。

油砂经过破碎机1破碎至一定粒度后，由油砂输送机2送入萃取器3，萃取剂采用有机溶剂，可采用正己烷、异己烷、环己烷、正庚烷、甲苯、丙酮、石脑油、重整汽油中的一种或几种。萃取后的湿砂进入蒸脱机5，脱除尾砂中的溶剂。萃取结束后的混合油中含有一定的细砂，由混合油输送泵P1送入细沙分离装置进行分离后，细砂返回萃取器3，混合油进入电脱盐罐9，脱盐后的混合油进入第一蒸发器10进行蒸发浓缩，蒸脱机5的气相进入第一蒸发器10的加热室壳程对混合油进行加热。

第一加热室的壳程下部与节能器11的壳程下部相连，节能器11的壳程下部与蒸脱冷凝器12的壳程下部相连；第一蒸发室的顶部气相出口与冷凝器15的入口相连，冷凝器15的排液口与分水箱16的入口相连，分水箱16的出水口接废水处理装置20。分水箱16的溶剂出口与溶剂泵P3的入口相连，溶剂泵P3的出口与节能器11的管程入口相连，节能器11的管程出口通过溶剂回流管与溶剂加热器17的入口相连，溶剂加热器17的出口与萃取器3的溶剂入口相连。从第一蒸发器10顶部排出的水蒸气与溶剂汽经冷凝器15冷凝成液态，进入分水箱16分离，溶剂由溶剂泵P3抽出，进入节能器11的管程预热，预热后的溶剂再经溶剂加热器17加热后，回到萃取器3；充分进行了节能换热，有助于进一步减小蒸汽消耗。

一效蒸发输出管与第二蒸发器13的进油口相连，第二蒸发器13的蒸发室底部连接有二效蒸发输出管。第一蒸发器10中浓度由10.7%浓缩至75%，进入第二蒸发器13继续进行浓缩，浓度可达97%。

二效蒸发输出管的出口与二效输送泵P2的入口相连，二效输送泵P2的出口与气提塔14的进油口相连，气提塔14的出油口与沥青输送泵P4的入口相连，沥青输送泵P4的出口连接有沥青输出管。经过二效浓缩后的油砂油及沥青，经过汽提塔将浓度可升高至99.5%，由沥青输送泵P4输出。

细沙分离装置包括旋液分离器6和过滤器7，旋液分离器6的圆周入口与混合油输送泵P1的出口相连，旋液分离器6的顶部出口与过滤器7的入口相连，过滤器7的出口与混合油加热器8的入口相连；旋液分离器6和过滤器7的排砂口与萃取器3的回砂口相连。混合油中的细砂先进入旋液分离器6进行离心分离，再由过滤器7进一步分离后，细砂返回萃取器3，混合油进入电脱盐罐9。

萃取器3为沉浸式逆流萃取器。采用了沉浸式逆流萃取器对油砂进行连续多段萃取，每一段为一个斜刮板装置，在重力差的作用下，油砂沉于底部，由刮板从底部输送至顶部，带入下一级，避免了每一级间增加分离设备；每一级混合油具有一定的浓度差，从油砂进口到出口方向，混合油浓度越来越稀。

蒸脱冷凝器12、第二蒸发器13和气提塔14的顶部排气口均与冷凝器15的入口相连，冷凝器15的出口与矿物油吸收系统19的入口相连，矿物油吸收系统19的排气口与排风机相连。第一蒸发器10、第二蒸发器13和气提塔14的气相可共用冷凝器15，溶剂汽得以冷凝回收，极少量的油气从冷凝器15的出口排出，由矿物油吸收系统19补集。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。

Claims (9)

1.一种油砂油的有机溶剂连续萃取系统，包括破碎机、萃取器、蒸脱机和第一蒸发器，破碎机的出口与油砂输送机的入口相连，油砂输送机的出口与萃取器的油砂入口相连，所述萃取器的湿砂出口与湿砂输送机的入口相连，所述湿砂输送机的出口与所述蒸脱机的入口相连，所述第一蒸发器包括第一蒸发室和连接在第一蒸发室下方的第一加热室，其特征在于：所述萃取器的混合油出口与混合油输送泵的入口相连，所述混合油输送泵的出口与细沙分离装置的入口相连，所述细沙分离装置的出口与混合油加热器的入口相连，所述混合油加热器的出口与电脱盐罐的入口相连，所述电脱盐罐的出口与所述第一加热室底部的混合油入口相连，所述蒸脱机的尾砂排口与尾砂输送机连接，所述蒸脱机的气相出口与所述第一加热室上部的壳程入口相连，所述第一蒸发室的底部连接有一效蒸发输出管。

2.根据权利要求1所述的油砂油的有机溶剂连续萃取系统，其特征在于：所述第一加热室的壳程下部与节能器的壳程下部相连，所述节能器的壳程下部与蒸脱冷凝器的壳程下部相连；所述第一蒸发室的顶部气相出口与冷凝器的入口相连，所述冷凝器的排液口与分水箱的入口相连，所述分水箱的溶剂出口与溶剂泵的入口相连，所述溶剂泵的出口与所述节能器的管程入口相连，所述节能器的管程出口通过溶剂回流管与溶剂加热器的入口相连，所述溶剂加热器的出口与所述萃取器的溶剂入口相连。

3.根据权利要求1所述的油砂油的有机溶剂连续萃取系统，其特征在于：所述一效蒸发输出管与第二蒸发器的进油口相连，所述第二蒸发器的蒸发室底部连接有二效蒸发输出管。

4.根据权利要求3所述的油砂油的有机溶剂连续萃取系统，其特征在于：所述二效蒸发输出管的出口与二效输送泵的入口相连，所述二效输送泵的出口与气提塔的进油口相连，所述气提塔的出油口与沥青输送泵的入口相连，所述沥青输送泵的出口连接有沥青输出管。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的油砂油的有机溶剂连续萃取系统，其特征在于：所述细沙分离装置包括旋液分离器和过滤器，所述旋液分离器的圆周入口与所述混合油输送泵的出口相连，所述旋液分离器的顶部出口与所述过滤器的入口相连，所述过滤器的出口与所述混合油加热器的入口相连；所述旋液分离器和所述过滤器的排砂口与所述萃取器的回砂口相连。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的油砂油的有机溶剂连续萃取系统，其特征在于：所述萃取器为沉浸式逆流萃取器。

7.根据权利要求4所述的油砂油的有机溶剂连续萃取系统，其特征在于：所述蒸脱冷凝器、第二蒸发器和气提塔的顶部排气口均与所述冷凝器的入口相连，所述冷凝器的出口与矿物油吸收系统的入口相连，所述矿物油吸收系统的排气口与排风机相连。

8.根据权利要求2所述的油砂油的有机溶剂连续萃取系统，其特征在于：所述分水箱的出水口接废水处理装置。

9.根据权利要求1所述的油砂油的有机溶剂连续萃取系统，其特征在于：所述蒸脱机的尾砂排口与尾砂输送机连接。