DE102007039453A1 - Bitumen extracting method, involves applying two-stage flotation process in single column cell, bringing gas in contact with bituminous pulp, and utilizing base and post-flotation chambers - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Gewinnung von Bitumen aus Ölsand-Wasser-Mischungen durch Flotation der aufbereiteten, eine bitumenhaltige Pulpe enthaltenden Materialmischungen. Solche Materialmischungen werden auch als so genannte „Middlings" bezeichnet. Daneben bezieht sich die Erfindung auch auf eine Anlage zur Bitumengewinnung aus Ölsand-Wasser-Mischungen mit einer Einrichtung zur Herstellung einer Pulpe aus Rohbitumen und mit nachfolgenden Flotationszellen.The This invention relates to a process for recovering bitumen from oil sands-water mixtures by flotation of the treated, a bituminous pulp containing material mixtures. Such Material blends are also called "Middlings" designated. In addition, the invention also relates to a system for bitumen extraction from oil sand-water mixtures with a Device for producing a pulp of raw bitumen and with subsequent ones Flotation cells.
Aus dem Bitumen, der in Ölsand enthalten ist, kann durch sog. „Upgrading" synthetisches Rohöl gewonnen werden, das in Raffinerien zu Treibstoffen weiterverarbeitet wird. Zur Gewinnung des Bitumen werden bisher im Wesentlichen zwei Verfahren angewandt: Zum Einen das Mining-Verfahren, bei dem oberflächennahe Ölsandschichten bis maximal 50 m Tiefe mit Tagebauverfahren abgebaut und anschließend das Bitumen aus dem Sand extrahiert wird. Zum Anderen das sog. SAGD(steam assisted gravity drainage)-Verfahren, bei dem Dampf durch eine horizontale Bohrung in tiefer liegende Lagerstätten eingepresst wird und durch die Wärme des Dampfes das Bitumen verflüssig und vom Sand abgelöst wird. Durch eine zweite parallele Bohrung wird die gebildete Wasser/Bitumen-Emulsion an die Oberfläche gefördert.Out The bitumen contained in oil sands can be removed by so-called "upgrading". Synthetic crude oil obtained in refineries is processed into fuels. To recover the bitumen So far, essentially two methods have been applied: on the one hand the mining method, in the near-surface oil sand layers to maximum Mined 50 m depth with open pit method and then the bitumen is extracted from the sand. On the other hand, the so-called SAGD (steam assisted gravity drainage) method in which steam passes through a horizontal Drilling is pressed into deeper deposits and by the heat of the steam the bitumen liquefies and being detached from the sand. By a second parallel Bore the formed water / bitumen emulsion to the surface promoted.
Ein Teilprozess beim Mining-Verfahren ist die Bitumenextraktion: Beim derzeit in der Ölsand-Industrie praktizierten Verfahren wird der Ölsand nach dem Abbau in Brechern zerkleinert und große Gesteinsbrocken ausgesiebt. Danach wird mit heißem Wasser und Dampf eine Aufschlämmung hergestellt, die durch sog. „Hydrotransport Pipelines" gepumpt wird. Dabei erfolgt größtenteils das Ablösen des Bitumens vom Sandkorn durch die mechanische Agitation, die noch durch Einleiten von Luft unterstützt wird. Am Ende der Pipeline wird die Aufschlämmung in ein riesiges Absetzbecken gepumpt (PSV = primary separation vessel), in dem sich drei Phasen bilden, sogenannte primäre Separation. Oben schwimmt ein Bitumenschaum, das gewünschte Produkt, der kontinuierlich über den Kesselrand abfließt. Unten setzen sich das Gestein und Sandkörner ab. Die dritte Phase in der Mitte ist die Wasserphase ("middlings"), die noch einen Teil des Bitumens (ca. 10%) sowie Schwebstoffe und feinste Sand- und Tonpartikel enthält. Um den Bitumenanteil der middlings abzutrennen und in den Prozess zurückzuführen, wird beim gegenwärtig angewendeten Verfahren eine mehrstufige Flotation eingesetzt, sogenannte sekundäre Flotation oder sekundäre Separation.One Subprocess in the mining process is the bitumen extraction: At currently practiced in the oil sands industry the oil sand is comminuted into crushers after mining and sifted out large boulders. After that it gets hot Water and steam are made by a slurry so-called "hydrotransport pipelines" is pumped mostly the removal of the bitumen from the Grain of sand through the mechanical agitation, still by discharging is supported by air. At the end of the pipeline will be the Slurry pumped into a huge sedimentation tank (PSV = primary separation vessel), in which three phases form, so-called primary separation. A bitumen foam floats above desired product that is continuously over the Boiler edge drains off. Down the rock and sit down Sand grains off. The third phase in the middle is the water phase ("middlings"), which still a part of the bitumen (about 10%) and suspended matter and contains the finest sand and clay particles. To the bitumen fraction separating the middlings and returning them to the process becomes a multi-level process in the current process Used flotation, so-called secondary flotation or secondary separation.
In einigen Ölsandextraktionsanlagen wird die Restpulpe aus der sekundären Flotation mit der untersten Phase des PSV, die gestein- und sandhaltig ist und noch Bitumenreste enthält, vereinigt und dieses Gemisch einer weiteren Flotation unterworfen, so genannte tertiäre Flotation oder tertiäre Separation.In In some oil sands extraction plants, the residual pulp becomes secondary flotation with the lowest phase of PSV, the rock and sandhaltig is and still contains bitumen residues, combined and subjecting this mixture to further flotation, so-called tertiary flotation or tertiary separation.
Der
Stand der Technik für die Bitumen-Flotation ist in der
Seit einiger Zeit werden sog. „Säulenzellen" für den Einsatz bei der Flotation der middlings entwickelt., bei denen komprimierte Luft und Wasser unten in eine Säule eingedüst werden und die aufsteigende Luft im Gegenstrom mit der im oberen Teil der Zelle eingebrachten bitumenhaltigen Pulpe in Kontakt gebracht wird. Neben der höheren Verfügbarkeit wegen geringerem Verschleiß soll diese Technik als weitere Vorteile eine höhere Bitumenausbeute und einen geringeren Mineraliengehalt ermöglichen.since some time become so-called "column cells" for developed the use in the flotation of middlings, in which injected compressed air and water down into a column and the rising air in countercurrent with that in the upper Part of the cell introduced bitumen-containing pulp brought into contact becomes. In addition to higher availability because of lower Wear this technique as a further advantages a higher Allow bitumen yield and a lower mineral content.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Behandlung der middlings anzugeben. Dazu soll eine geeignete Anlage geschaffen werden.From that Based on the object of the invention, an improved method to indicate the treatment of the middlings. This is a suitable facility be created.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Maßnahmen des Patentanspruches 1 gelöst. Eine zugehörige Anlage ist Gegenstand des Patentanspruches 12. Weiterbildungen des Verfahrens und der zugehörigen Anlage werden in den Unteransprüchen angegeben.The Task is according to the invention by the measures of claim 1. An associated one Plant is the subject of claim 12. Further developments of Method and the associated Appendix are in the subclaims specified.
Gegenstand der Erfindung ist ein speziell für die Bitumenextraktion neues Flotationsverfahren, das gegenüber den heute bei der Aufarbeitung der middlings angewendeten Verfahren beachtliche Vorteile bietet. Bei der zugehörigen Anlage werden die Prinzipien von der Erz-Flotation übernommen.object The invention is especially for bitumen extraction new flotation process compared to the today at the processing of the middlings used procedures remarkably Offers advantages. In the associated attachment, the principles taken from the ore flotation.
Im
Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, eine zweistufige Flotationszelle,
die bislang für die Flotation von Cu/Mo-Erz verwendet wird,
zur Flotation der middlings, die beim Ölsand-Extraktionsprozess
anfallen, einzusetzen. Eine solche Zelle wird in der
Der Probebetrieb einer im Rahmen aus der Kupfer(Cu)-/Molybdän(Mo)-Erzaufarbeitung bekannten Flotationszelle für die Bitumenbearbeitung hat überraschenderweise gezeigt, dass der zweiteilige Aufbau mit einer Grundflotationskammer und einer Nachflotationskammer, die zu einer einzigen Säule kombiniert sind, erhebliche Vorteile gegenüber herkömmlichen mechanischen oder pneumatischen Zellen bietet. Es konnte durch dieses Flotationsprinzip der Energie- und Gasbedarf gesenkt werden sowie die Anzahl der Zellen, die zu Flotationsbänken verschaltet werden, drastisch reduziert werden. Die reduzierte Zellenanzahl führt zu geringeren Investitionskosten und einem niedrigerem Platzbedarf in der Aufbereitungsanlage. Außerdem wurde eine wesentlich höhere Ausbeute an Mo-Erz erzielt.The trial operation of a known from the copper (Cu) - / molybdenum (Mo) ore processing Flotationszelle for bitumen processing has surprisingly shown that the two-piece construction with a Grundflotationskammer and a Nachflotationskammer, which are combined into a single column, considerable advantages over conventional mechanical or pneumatic cell len offers. This flotation principle reduced the energy and gas requirements as well as drastically reduced the number of cells connected to flotation benches. The reduced number of cells leads to lower investment costs and a lower space requirement in the processing plant. In addition, a much higher yield of Mo-ore was achieved.
Durch den Einsatz des zweistufigen Flotationsprinzips beim Ölsand-Extraktionsprozess können die in der Erzaufbereitung erzielten Verbesserungen überraschenderweise auch bei der Bitumengewinnung aus den middlings realisiert werden und so die Investitions- und Betriebskosten der Ölsandminenbetreiber gesenkt werden. Mit der neuen Säulenzelle wird die bisherige mehrstufige Flotation ersetzt, wobei sowohl die primäre als auch die sekundäre und die tertiäre Separation des Standes der Technik ersetzt werden kann.By the use of the two-stage flotation principle in the oil sands extraction process Surprisingly, the improvements achieved in ore processing can also be realized in the bitumen production from the middlings and so the investment and operating costs of the oil sands operators be lowered. With the new column cell is the previous replaces multistage flotation, with both the primary as well as the secondary and the tertiary separation of the prior art can be replaced.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung in Verbindung mit den Patentansprüchen. Es zeigenFurther Details and advantages of the invention will become apparent from the following Description of the figures of exemplary embodiments with reference to FIG Drawing in conjunction with the claims. Show it
In
der
Im
Einzelnen dient in
In
der Flotationszelle
Soweit
sind solche Anordnungen für den Einsatz bei der Rohbitumengewinnung
bekannt. Es sind beispielsweise drei einzelne Flotationszellen
Im
Einzelnen sind in der
Die
Grundflotationskammer
Das
Schaumprodukt kann weggeführt werden, wobei das Restprodukt
(„slurry") von der Grundflotationskammer
Bei
einem Aufbau gemäß
An
Hand der Schnittdarstellung von
In
Wie
eingangs bereits erwähnt, ist der Aufbau einer solchen
säulenartigen Flotationseinrichtung aus der
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - WO 2006/061265 A1 [0010] WO 2006/061265 A1 [0010]
- - WO 2006/069995 A1 [0010, 0029] WO 2006/069995 A1 [0010, 0029]
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