DE3324185A1

DE3324185A1 - Abtrennung von bituminoesem material aus oelsaenden und oelschiefern

Info

Publication number: DE3324185A1
Application number: DE3324185A
Authority: DE
Inventors: Georgi Don Mills Ontario Angelov; Paul W. M. Oshawa Ontario Shibley
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-07-05
Filing date: 1983-07-05
Publication date: 1984-01-05
Also published as: MX162611A; IT1212828B; CA1197204A; US4498971A; IT8321943A0

Description

O ,_". 4 I I,

Georgl Angelov

6 Geraldine Court

Don Mills, Ontario, Canada

und

Paul W. M. Shibley

4 06 Glenmar Avenue

Oshawa, Ontario, Canada

Abtrennung von bituminösem Material aus Ölsänden und Ölschiefern

Beschreibung

Die Erfindung betrifft die getrennte Gewinnung von Ol und anderen Komponenten aus sandhaltigem Material, ~ch.-:.-ferhaltigem Material und schwerem Rohöl, welches Sand enthalten kann.

Ölsände enthalten Sandteilchen, die mit bituminösem Material bedeckt sind, welches aus öl, Asphai tenon \:πύ polaren Stoffen gebildet wird. Typische Ölsände kür.-.f-n

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von etwa 10 bis etwa 20 Gew.-% bituminöses Material und von etwa 80 bis etwa 90 Gew.-% Sand enthalten, wobei die Sand-Partikel in der Größe von etwa 100 bis 350 Mikron (150 bis 40 mesh) liegen.
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Verschiedene Verfahren sind verwendet oder vorgeschlagen ; worden zur Durchführung der Trennung von bituminösem Material von den Sand-Partikeln. Derzeit besteht die übliche industrielle Praxis darin, ein Heißtrennungs-Verfahren zu verwenden. Jedoch sind derartige Verfahren nicht voll zufriedenstellend aufgrund der erforderlichen j großen Kapital-Investition, der hohen Energieerfordernis ! für den Betrieb und der Umwelts- und Betriebsprobleme. Es sind Versuche unternommen worden, um alternative Ver- <, fahren zu entwickeln, wie Solvens-Extraktionsverfahren, jedoch besitzen derartige andere Verfahren ebenfalls zumindest einige der zuvor erwähnten Nachteile.

Ähnlich Probleme treten bei Ölschiefern auf, die laminieren
^zu te Felsen darstellen, welche mit öl und Kerogen assoziiert sind. Typische ölschiefer enthalten etwa 33 Gew.-% Schiefermaterial und etwa 66 Gew.-% öl und Kerogen. Die derzeit vorgeschlagenen Trennverfahren für Ölschiefer umfassen allgemein eine zerstörende DeStillation, da aus dem einen oder anderen Grunde Trennverfahren für Ölsände nicht besonders erfolgreich waren, wenn sie bei Ölschiefern angewendet wurden.

Es wurden ebenfalls Versuche unternommen, um bituminöses

Material von Ölsänden zu trennen, indem die Ölsände unter den Glaspunkt des bituminösen Materials abgekühlt wurden, die kalten Sande gemahlen wurden, um ein Wegbrechen des bituminösen Materials in Form von bituminösen Partikeln von den Sandpartikeln zu bewirken, wobei die bituminösen Partikel wesentlich kleiner sind als die Sandpartikel, ohne Verringerung der Sandgröße

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in einem wesentlichen Ausmaß, und Trennen der kleineren gekühlten bituminösen Partikel von den größeren Sandpartikeln. Das Ausmaß der Trennung an bituminösem Material von Sandpartikeln, welches durch derartige Tieftemperatur-Verfahren erhältlich ist, war nicht hinreichend, um ein derartiges Verfahren kommerziell lebensfähig zu gestalten.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Entdeckung, daß es möglich ist, eine getrennte Gewinnung von öl und Asphalten und polaren Komponenten aus ölsandmaterial durchzuführen, indem das Material auf eine Temperatur abgekühlt wird, bei welcher das Material sich als ein Feststoff verhält, das Material bei einer Temperatur zerkleinert wird, bei welcher das Material sich als ein Feststoff verhält, um relativ grobe Partikel herzustellen, die einen Hauptanteil des Sandes und öl enthalten, und relativ feine Partikel, die einen Hauptanteil der Asphaltene und polaren Stoffe enthalten, mechanisch die relativ groben Partikel von den relativ feinen Partikeln bei einer Temperatur getrennt werden, bei der das Material sich als ein Feststoff verhält, die relativ groben Partikel zur Entfernung von Öl behandelt werden, und die relativ feinen Partikel zur Entfernung von Asphaltenen und

polaren Stoffen behandelt werden.
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Das Verfahren kann die Behandlung der relativen groben Partikel mit einem Solvens-Extraktionsmittel, welches Öl löst, umfassen, wobei das Öl enthaltende Solvens-Extraktionsmittel vom Sand getrennt wird und das Öl aus dem

Solvens-Extraktionsmittel gewonnen wird.

Das Vexfahren kann auch die Behandlung der relativ feinen Partikel mit einem Solvens-Extraktionsmittel, welches die Asphaltene und polaren Stoffe löst, die Trennung des

Asphalten und polare Stoffe enthaltenen Solvens-Extraktionsmittels vom feinen Sand und die Gewinnung von Asphal-

tenen und polaren Stoffen aus dem Solvens-Extraktionsmittel umfassen.

Vorteilhafterweise umfaßt das Verfahren auch die Verbrennung von gewonnenen Asphaltenen und polaren Stoffen zur Lieferung von Energie, wobei zumindest ein Teil der Energie verwendet wird, um eine Anlage zur Herstellung von flüssigem Stickstoff und Sauerstoff zu betreiben, wobei der flüssige Stickstoff eingesetzt wird, um die Kühlung des Materials zu bewirken und der Sauerstoff bei der Verbrennung von gewonnenen Asphaltenen und polaren Stoffen verwendet wird. Die Verbrennung der Asphaltene und der polaren Stoffe produziert Abgase, die Schwefeldioxid enthalten, und das Verfahren kann demzufolge auch vorteilhafterweise die Verwendung von Schwefeldioxid bei der Herstellung von Schwefelsäure umfassen.

Das Material kann auf eine Temperatur im Bereich von etwa -10 bis etwa -180⁰C gekühlt werden, vorzugsweise auf eine Temperatur in dem Bereich von etwa -3 0 bis etwa -70⁰C.

Die relativ groben Partikel können mit einem Solvens-Extraktionsmittel, wie Naphtha, vorzugsweise bei etwa Raumtemperatur, behandelt werden, um die Lösung von Öl und mitgeführten Asphaltenen und polaren Stoffen zu bewirken. Das öl und mitgeführte Asphaltene und polare Stoffe können dann aus dem Solvens-Extraktionsmittel gewonnen werden und die mitgeführten Asphaltene und polaren

3" Stoffe können dann vom öl getrennt werden.

Die relativ groben Partikel können alternativ dazu mit einem Solvens-Extraktionsmittel behandelt werden, vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von etwa -30° bis

etwa -70⁰C, um die Lösung von öl ohne wesentliche Lösung an mitgeführten Asphaltenen und polaren Stoffen zu be-

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wirken. In diesem Fall kann das Solvens-Extraktionsmittel Hexan, Pentan, Butan, Propan oder Gemische davon sein. Das öl enthaltende Solvens-Extraktionsmittel und mitgeführte Asphaltene und polare Stoffe können vom Sand getrennt werden, wobei die mitgeführten Asphaltene und polaren Stoffe sodann von dem ölhaltigen Solvens-Extraktionsmittel getrennt werden.

Die relativ feinen Partikel können mit einem Solvens-Extraktionsmittel, wie Naphtha, vorzugsweise bei etwa Raumtemperatur, behandelt werden, um die Lösung von Asphaltenen und polaren Stoffen und mitgeführtem öl zu bewirken. Die Asphaltene und polaren Stoffe und mitgeführtes öl können aus dem Solvens-Extraktionsmittel gewonnen werden, wobei das mitgeführte öl sodann von den Asphaltenen und polaren Stoffen getrennt wird.

Die relativ feinen Partikel können alternativ mit einem Solvens-Extraktionsmittel behandelt werden, vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von etwa -30° bis etwa -70⁰C, um die Lösung von mitgeführtem öl ohne eine wesentliche Lösung von Asphaltenen und polaren Stoffen zu bewirken. Ein derartiges Solvens-Extraktionsmittel kann Hexan, Pentan, Butan, Propan oder Gemische davon sein.

Die Asphaltene und polaren Stoffe können sodann von dem Öl enthaltenden Solvens-Extraktionsmittel getrennt werden.

Es ist nun entdeckt worden, daß die Erfindung verwendet werden kann, um die getrennte Gewinnung von Öl und Asphal- ^ ten und polaren Komponenten aus sandhaltigem schwerem Rohöl zu bewirken.

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Ferner wurde entdeckt, dass die Erfindung verwendet werden kann, um eine getrennte Gewinnung von öl und Asphalten und polaren Komponenten aus schwerem Rohöl, welches im wesentlichen keinen Sand enthält, zu bewirken. In diesem Falle kann das Verfahren das Kühlen des schweren Rohöls auf eine Temperatur unterhalb des Glaspunktes des Öls, das Zerkleinern des gekühlten schweren Rohöls bei einer Temperatur unterhalb des genannten Glaspunktes zur Herstellung relativ feiner Partikel, die Behandlung der feinen Partikel mit einem Solvens-Extraktionsmittel zur Auflösung des Öls ohne wesentliche Auflösung von Asphaltenen und polaren Stoffen, die Trennung des öl enthaltenden Solvens-Extraktionsmittels von den Asphaltenen und polaren Stoffen und die Gewinnung des Öls aus dem Solvens-Extraktionsmittel umfassen.

Zusätzlich wurde entdeckt, dass die Erfindung verwendet werden kann, um getrennt öl und Kerogen-Komponenten aus Ölschiefern zu gewinnen. In diesem Fall umfasst das Verfahren das Kühlen des Materials auf eine Temperatur unterhalb des Glaspunktes der Kerogen-Komponente, das Zerkleinern des Materials bei einer Temperatur unterhalb des Glaspunktes zur Herstellung relativ grober Partikel, die einen Hauptanteil des Schiefers und öl enthalten und relativ kleiner Partikel, die einen Hauptanteil an Kerogen enthalten, mechanisches Trennen der relativ feinen Partikel, Behandeln der relativ groben Partikel mit einem Solvens-Extraktionsmittel, welches öl löst, Trennen des öl enthaltenden Solvens-Extraktionsmittels von dem Schiefer, Gewinnung des Öls von dem Solvens-Extraktionsmittel, Behandlung der relativ feinen Partikel mit einem Solvens-Extraktionsmittel, welches Kerogen löst, Trennen des Kerogen enthaltenden Solvens-Extraktionsmittels von feinem Schiefer und Gewinnen des Kerogens aus dem Solvens-Extraktionsmittel.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend an-

BAD

Die grobe Fraktion (welche viel von dem öl und einen kleineren Anteil an Asphaltenen und polaren Stoffen enthält) wird sodann in einen Solvens-Extraktionsschritt 18 überführt, wo der bituminöse Gehalt extrahiert wird durch Verwendung von Pentan bei -30 bis -70⁰C, um öl zu lösen und nicht die Asphaltene oder polaren Stoffe zu lösen. Aufgrund des hohen Oberflächenbereiches der durch die Kalt-Zerkleinerungsstufe 14 erzeugten Teilchen verläuft die Solvens-Extraktionsstufe 18 in relativ schneller Weise. Das erhaltene Gemisch von Asphaltenen, polaren Stoffen, Sand und ölhaltigem Lösungsmittel wird zu einem zweistufigen Flüssig/Fest-Zentrifugaltrennungsschritt 20 weitergeleitet. In der ersten Stufe werden das Lösungsmittel, Asphalteneund polare Stoffe von dem Sand dekantiert und in der zweiten Stufe wird das öl enthaltende Lösungsmittel von den Asphaltenen und polaren Stoffen getrennt, wobei der größte Teil des Lösungsmittels in eine Lösungsmittel-Verdampfungsstufe 22 geleitet wird. Das Lösungsmittel wird in einem Lösungsmittel-Verdampfungsschritt 22 verdampft, wobei das Öl verbleibt, welches zu einem Öl-Sammelbehälter 24 geleitet wird. Das verdampfte Lösungsmittel wird in einem Lösungsmittel-Kühler 26 für die anschließende Wiederverwendung in dem LÖsungsmittel-Extraktionsschritt 18 kondensiert.

Die Asphaltene und polaren Stoffe werden zu einem Sammelbehälter 28 für Asphaltene oder polare Stoffe weitergeleitet und die Sandpartikel mit dem verbleibenden Lösungsmittel werden zu einem Rückstands-Lösungsmittel-Gewinnungsschritt 30 geführt, wo das verbliebene Lösungsmittel verdampft wird. Das verdampfte Lösungsmittel aus dieser Stufe wird in einem Lösungsmittel-Kühler 32 kondensiert und das kondensierte Lösungsmittel wird zum Lösungsmittel-Kühler 26 rückgeführt für die anschließende Wiederverwendung in dem Lösungsmittel-Extraktionsschritt 18. Die sich ergebenden Abgänge (tailings) aus dem Rückstandslösungsmittel-Gewinnungsschritt 30 werden zu einem Abgangs-Auffangsgefäß 34 geleitet. ^

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hand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung, die ein Fließdiagramm eines Verfahrens zur Gewinnung von öl und Asphaltenen und polaren Stoffen aus bituminösen Sänden zeigt, beschrieben. 5

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung werden die bituminösen Sande zuerst in einer Gefrierstufe 10 auf eine Temperatur, bei der das Material fest wird, vorzugsweise im Bereich von etwa -10 bis etwa-180°C, insbesondere bevorzugt in dem Bereich von etwa -30 bis etwa -70⁰C unter Verwendung von flüssigem Stickstoff aus einer Flüssig-Stickstoff-Anlage 12, auf die später in größeren Einzelheiten Bezug genommen wird, gekühlt. Die gekühlten bituminösen Sande werden sodann zu einer Zerkleinerungsstufe 14 geführt, wo sie leicht zerkleinert werden, beispielsweise durch eine Hammermühle, wobei die tiefe Temperatur durch flüssigen Stickstoff aus der Flüssig-Stickstoff-Anlage 12 aufrechterhalten bleibt. Während des Kalt-Zerkleinerungsschrittes 14 brechen mit öl beschichtete Sandpartikel voneinander weg und feine Asphalten- und polare Partikel brechen von dem Sand weg. Die Kalt-Zerkleinerungsstufe 14 wird in einer derartigen Weise durchgeführt, dass die ursprüngliche Größe der Sandpartikel nicht wesentlich verringert wird.

Das zerkleinerte Gemisch wird sodann in eine Klassifizierungs-Stufe 16 überführt, wo Partikel mit einer Größe von weniger als etwa 150 Mikron (100 mesh) von größeren Partikeln getrennt werden, wobei die tiefe Temperatur erneut durch flüssigen Stickstoff aus der Flüssig-Stickstof f-Anlage 12 aufrechterhalten bleibt. Die feine Fraktion beträgt typischerweise etwa 25 Gew.-% der ursprünglichen bituminösen Sande und enthält etwa 75 % des Bitumens. Die grobe Fraktion enthält typischerweise etwa 75 % des Gewichtes der ursprünglichen bituminösen Sande und enthält etwa 25 % des Bitumens.

Die feine Fraktion (welche den größten Teil der Asphaltene und polaren Stoffe und einen kleineren Anteil des Öls enthält) aus der Kalt-Klassifizierungsstufe 16 wird zu einem Solvens-Extraktionsschritt 36 geleitet, wo der ölgehalt mit Pentan bei -30 bis -70⁰C extrahiert wird, um öl zu lösen und nicht die Asphaltene oder polaren Stoffe zu lösen. Aufgrund des hohen Oberflächenbereichs der Partikel, die durch den Kalt-Zerkleinerungsschritt 16 erzeugt werden, verläuft die Lösungsmittel-Extraktionsstufe in einer relativ raschen Weise. Das erhaltene Gemisch aus Asphalten?«, polaren Stoffen, Sand und Lösungsmittel wandert weiter zu einem zweistufigen Flüssig/Fest-Zentrifugaltrennschritt 38. In der ersten Stufe wird der Sand unter geringen Zentrifugalkräften gewonnen und in der zweiten Stufe werden höhere zentrifugale Kräfte eingesetzt, um die Asphaltene, polaren Stoffe und den feinen Sand/Silt zu gewinnen. Die Asphaltene und polaren Stoffe werden getrocknet und in das Auffanggefäß 28 für Asphalten und polare Stoffe geleitet und der Sand und das verbleibende Lösungsmittel werden in

ng einen Rückgewinnungsschritt 40 für Restlösungsmittel überführt. I

Das abgetrennte ölhaltige Lösungsmittel wird zu einem Lösungsmittel-Verdampfer 42 weitergeführt, von welchem das erhaltene öl in das Öl-Auffanggefäß 24 geleitet wird, und verdampftes Lösungsmittel wandert zu einem Lösungsmittel-Kühler 44 zur anschließenden Wiederverwendung in dem Solvens-Extraktionsschritt 36.

O₀ In dem Rückstandslösungsmittel-Rückgewinnungsschritt 40 wird das verbleibende Lösungsmittel verdampft und zu einem Lösungsmittel-Kühler 46 zur Rückführung zu dem Lösungsmittel-Kühler 44 geleitet. Sand und verbliebene Asphaltene und polare Stoffe aus dem Rückstandslösungsmittel-Rückgewinnungsschritt 40 werden zu einem Feststoff-Feststoff-Klassifizierungsschritt 48 geleitet, von welchem die getrennten Asphaltene und polaren Stoffe zu dem Auffanggefäß 28 für Asphalten und polare Stoffe geleitet werden. Es

■ ♦ a

wurde gefunden, daß die verbleibenden Feststoffe bedeutende Konzentrationen an Metallen, wie Nickel und Titan, enthalten können, so daß diese Feststoffe in einer herkömmlichen Art behandelt werden können, um derartige Metall in einer Metall-Rückgewinnungsstufe 50 zu gewinnen, wobei die verbleibenden Abgänge zu dem Abgangs-Auffanggefäß 34 geleitet werden.

Das in dem Öl-Auffangbehälter 24 gesammelte öl kann in beliebiger Weise verwendet werden. Die Asphaltene und polaren Stoffe werden in einem Kessel 52 verbrannt, um Dampf zur Verwendung in der Flüssig-Stickstoff-Anlage 12, die ebenfalls Sauerstoff herstellt, zur Verfügung zu stellen, wobei der Sauerstoff in dem Kessel 52 verwendet wird, um eine adäquate Verbrennung der Asphaltene und polaren Stoffe zu bewirken. Die Verbrennung der Asphaltene und polaren Stoffe erzeugt auch Schwefeldioxidgas, welches ebenfalls Kohlenstoffdioxid enthält. Das Schwefeldioxid wird durch Kühlen in einem Schwefeldioxid-Entfernungsschritt entfernt und wird zur Herstellung von Schwefelsäure in einer Schwefelsäure-Anlage 56 verwendet.

In eiligen Fällen kann es von Vorteil sein, die groben Partikel einer weiteren Kalt-Zerkleinerungsstufe und einer 5 weiteren Kalt-Klassifizierungsstufe zu unterwerfen, um grobe Partikel von feinen Partikeln zu trennen. Auf diese Weise erhaltene grobe Partikel können Sand und öl enthalten, wobei im wesentlichen keine Asphaltene und polaren Stoffe vorliegen, und das Öl kann leicht durch Solvens-Extraktion oder durch flashing gewonnen werden. Die weiteren feinen Partikel können mit den feinen Partikeln aus dem ersten Kalt-Klassifizierungsschritt behandelt werden.

Die vorstehend beschriebene Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele erläutert:

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Beispiel 1_

Bituminöse Sande von den Athabasca-Teersänden in Alberta, Canada, wurden durch Verwendung von festem Kohlendioxid auf -6O⁰C gekühlt. Die gekühlten Sande wurden sodann zerkleinert und anschließend auf einem 150 Mikron-Sieb (100 mesh) gesiebt. Die grobe Fraktion betrug 71 % des ursprünglichen Gewichtes der Sande und enthielt 30 % des Bitumens, wobei das Verhältnis von ölen zu Asphaltenen und polaren Stoffen 65 % betrug.- Die feine Fraktion betrug 29 % des ursprünglichen Gewichts der Sande und enthielt 70 % des Bitumens/ wobei das Verhältnis der Öle zu Asphaltenen und polaren Stoffen 4 5 % betrug.

Beispiel

Eine Probe der groben Fraktion aus Beispiel 1 wurde mit Hexan-Lösungsmittel bei -30⁰C für 5 Minuten behandelt. Das

2Q spezifische Gewicht des Sandes war 2,7 und dasjenige der Asphaltene und polaren Stoffe war 1,1, wobei das spezifische Gewicht von Hexan 0,65 beträgt. Somit wurden die Asphaltene und polaren Stoffe mit dem Lösungsmittel leicht dekantiert, wobei ein relativ reiner Sand zurückblieb. E.~

-,tr wurde gefunden, daß bei dieser Temperatur die Asphaltene und polaren Stoffe eine minimale Menge an Lösungsmittel absorbierten und leicht filtrierbar waren. Es wurde ebenso gefunden, daß jegliche Spuren von Asphaltenen und polaren Stoffen, die mit dem Lösungsmittel nach dem Dekantie-

~_n ren verblieben, bei Umgebungstemperatur frei und fest waren und demzufolge leicht durch Filtration abtrennbar waren. Das Hexan wurde abdestilliert, wobei ein Öl als Rückstand verblieb. Somit konnte praktisch das gesamte öl und die gesamten Asphaltene und polaren Stoffe leicht

^₁- von der groben Fraktion entfernt werden.

OB»»«-

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Beispiel 3

Eine Probe der feinen Fraktion aus Beispiel 1 wurde ebenfalls mit Hexan-Lösungsmittel bei -30⁰C für 5 Minuten behandelt. In diesem Fall wurde eine größere Menge Lösungsmittel verwendet, da gefunden wurde, daß die feineren Sande und ein höherer Anteil an Asphaltenen und polaren Stoffen sich besser in einer Lösung von niedrigerer Dichte trennten. In ähnlicher Weise wurden Dekantieren und Filtrieren bei dieser Probe ebenfalls eingesetzt.

Nach dem Dekantieren verblieben 30 % der Asp.haltene und polaren Stoffe in dem feinen Sand als feste freie Partikel Das Lösungsmittel wurde filtriert, um die Asphaltene und polaren Stoffe zu gewinnen und das verbleibende Lösungsmittel wurde sodann abdestilliert, wobei Öl als Rückstand verblieb. Praktisch das gesamte Öl und 70 % der Asphaltene und polaren Stoffe wurden somit gewonnen. Der Sand-Rückstand wurde mit 150 Mikron (100 mesh) gesiebt, wobei die

2Q Fraktion unterhalb von 100 Mikron Asphaltene und polare Stoffe waren, die um einen Faktor 10 aufbereitet waren (upgraded).

Beispiel - 4

Proben der in den Beispielen 2 und 3 erhaltenen Öle wurden vereinigt und mit Pentan bei -30⁰C behandelt. Durch Filtrieren wurden 10 Gew.-% der Proben als Asphaltene und QQ polare Stoffe gewonnen, die bei Raumtemperatur trocken und fest waren. Eine derartige Stufe kann demzufolge gewünschtenfalls einaesetzt werden.

Beispiel

In einem Test repräsentierte der Feinfraktions-Sand nach der Entfernung der öle und Asphaltene und polaren Stoffe

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12 % des ursprünglichen Gewichts der bituminösen Sande. Es wurde gefunden, daß 40 % des Titans in den ursprünglichen Sänden in diesem Feinfraktions-Sand konzentriert waren.

Beispiel β

Aus Tests, die in Übereinstimmung mit den voranstehenden IQ Beispielen durchgeführt wurden, wurde gefunden, daß bei Verwendung einer Probe von bituminösen Sänden aus dem Athabasca-Teersandgebiet mit 9 % Kohlenstoffgehalt das gewonnene öl 83 % des Kohlenstoffs) enthielt, die gewonnenen Asphaltene und polaren Stoffe 13 % des Kohlenstoffs !5 enthielten und nicht gewonnene Asphaltene und polare Stoffe 4 % des Kohlenstoffs enthielten. Bei diesen nicht gewonnenen Asphaltenen und polaren Stoffen zeigte die mikroskopische Bewertung, daß mindestens zwei Drittel frei und fest und durch einfache Klassifizierungs-Techniken 2Q gewinnbar waren. Somit wäre die Gewinnung von mehr als 98 % Kohlenstoff möglich.

ι Beispiel
25

Ein schweres Rohöl aus Alberta, Canada, wurde gekühlt, zerkleinert und mit Pentan bei -30⁰C behandelt. Von den 35 g des Ausgangsgewichts wurden 9 g (26 %) als feste Asphaltene und polare Stoffe gewonnen. Das erhaltene ölprodukt war viel weniger viskos als das ursprüngliche Rohöl.

Wie bereits vorher angezeigt wurde, läßt sich die Erfindung auch auf die getrennte Gewinnung von öl und anderen Komponenten aus Ölschiefern und schweres Rohöl enthaltendem Sand anwenden. Im Falle der Schiefer wird das Material auf eine Temperatur unterhalb des Glaspunktes der

Kerogen-Komponente vor dem Zerkleinern abgekühlt. Auch wenn das schwere Rohöl keinerlei Sand enthält kann die getrennte Gewinnung von öl und Asphalten und polaren Komponenten daraus wirksam durchgeführt werden unter Anwendung einer Kühlung unterhalb des Glaspunktes des Öls, Verkleinern und Lösungsmittel-Extraktionsstufen gemäß der Erfindung mit wahlweiser Kalt-Klassifizierung zwischen dem Kalt-Zerkleinern und den Solvens-Extraktionsstufen. In anderen Worten können alle die zerkleinerten Partikel als feine Partikel in dem in der Zeichnung dargestellten Verfahren behandelt werden, wobei die Behandlung von groben Partikeln daraus nicht erforderlich ist.

Andere Ausführungsformen und Beispiele der Erfindung sind IQ dem Fachmann leicht einsichtig.

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Claims

Georgi Angelov

Geraldine Court
Don Mills, Ontario, Canada

und

Paul W. M. Shibley

06 Glenir.ar Avenue

Oshawa, Ontario, Canada
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Abtrennung von bituminösem Material aus Ölsänden und Ölschiefern

Patentansorüche

Verfahren zur getrennten Gewinnung von Öl und Asphalten/nolaren Bestandteilen aus Öl und Asphalten/ polare Bestandteile tragenden¹, sandhal^ ioon Mato-r rl ^. 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Material auf eine Temperatur abgekühlt wird, bei der sich das .Male-rial als ein Feststoff verhält, C,as Material bei einer Tt. !,,peratur zerkleinert wird, bei der sich das Material als ein Feststoff verhält., um relativ grobe Partikel herzustellen, die einen

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Hauptanteil des Sandes und öl enthalten und relativ feine Partikel, die einen Hauptanteil der Asphaltene und polaren Stoffe enthalten,

mechanisch die relativ groben Partikel von den relativ feinen Partikeln bei einer Temperatur getrennt werden, bei der das Material sich als ein Feststoff verhält,

die relativ groben Partikel zur Gewinnung des Öls behandelt Werden, und

die relativ feinen Partikel zur Gewinnung von Asphaltenen und polaren Stoffen behandelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die relativ groben Partikel mit einem Solvens-Extraktionsmittel, welches Öl löst, behandelt werden, das ölhaltige Solvens-Extraktionsmittel von dem Sand abgetrennt wird und Öl von dem Solvens-Extraktionsmittel gewonnen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die relativ feinen Partikel mit einem Solvens-Extraktionsmittel, welches Asphaltene und polare Stoffe löst, behandelt werden, Asphaltene und polare Stoffe enthaltendes Solvens-Extraktionsmittel vom feinen Sand getrennt wird und Asphaltene und polare Stoffe aus dem Solvens-Extraktionsmittel gewonnen werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ^ zeichnet, daß die gewonnenen Asphaltene und polaren Stoffe verbrannt werden, um Energie zu liefern, wobei mindestens ein Teil der Energie verwendet wird, um eine Anlage zur Herstellung von flüssigem Stickstoff und Sauerstoff zu betreiben, der flüssige Stickstoff zur Erzielung der Kühlung des Materials verwendet wird und der Sauerstoff bei der Verbrennung von gewonnenen Asphaltenen und polaren Stoffen eingesetzt wird.

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5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennung der gewonnenen Asphaltene und polaren Stoffe Abgase produziert, die Schwefeldioxid enthalten, und das Verfahren die Verwendung des Schwefeldioxids bei der Herstellung von Schwefelsäure umfaßt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Material auf eine Tempera-

^O tür im Bereich von etwa -10 bis etwa -180⁰C gekühlt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η zeichnet , daß das Material auf eine Tempera-

•5 tür im Bereich von etwa -30 bis etwa -70⁰C gekühlt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die relativ groben Partikel

^v mit einem Solvens-Extraktionsmittel behandelt werden, um die Auflösung von öl und mitgeführten Asphaltenen und polaren Stoffen zu bewirken.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch g e k e η η -

zeichnet , daß das Solvens-Extraktionsmittel Naphtha enthält.
10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Öl und mitgeführte Asphal-

tene und polare Stoffe aus dem Solvens-Extraktionsmittel gewonnen werden und die mitgeführten Asphaltene und polaren Stoffe sodann von dem Öl abgetrennt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die relativ groben Partikel

BAD

mit einem Solvens-Extraktionsmittel behandelt werden, um die Auflösung von öl ohne wesentliche Auflösung von mitgeführten Asphaltenen und polaren Stoffen zu bewirken.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die relativ groben Partikel mit einem Solvens-Extraktionsmittel bei einer Temperatur im Bereich von etwa -30⁰C bis etwa -70⁰C behandelt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12,.dadurch gekennzeichnet , daß das Solvens-Extraktionsmittel aus der Gruppe bestehend aus Hexan, Pentan, Butan, Propan und deren Gemischen ausgewählt ist.
14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß das ölhaltige Solvens-Extraktionsmittel mit mitgeführten Asphaltenen und polaren Stoffen von dem Sand abgetrennt wird und die mitgeführten Asphaltene und polaren Stoffe sodann von dem ölhaltigen Solvens-Extraktionsmittel getrennt werden.
15. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch g -e k e η η - ^ zeichnet, daß die relativ feinen Partikel mit einem Solvens-Extraktionsmittel behandelt werden, um die Auflösung von Asphaltenen und polaren Stoffen und'mitgeführtem öl zu bewirken.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß das Solvens-Extraktionsmittel Naphtha enthält.
17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch g e k e η η -

zeichnet , daß die Asphaltene und polaren Stoffe und das mitgeführte Öl aus dem Solvens-Extrak-

ORIGINAL INSPECTED

η.ΛΠ QR!G!NAL

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] tionsmittel gewonnen werden, und das mitgeführte öl sodann von den Asphaltenen und polaren Stoffen getrennt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die relativ feinen Partikel mit einem Solvens-Extraktionsmittel behandelt werden, um die Auflösung von mitgeführtem Öl ohne wesentliche Auflösung von Asphaltenen und polaren Stoffen zu bewirken.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , daß die relativ feinen Partikel mit einem Solvens-Extraktionsmittel bei einer Temperatür im Bereich von etwa -3 0 bis etwa -70⁰C behandelt werden.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Solvens-Extraktionsmittel aus der Gruppe bestehend aus Hexan, Pentan, Butan, Propan und Gemischen davon ausgewählt ist.
21. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , daß die Asphaltene und polaren

^5 Stoffe von dem ölhaltigen Solvens-Extraktionsmittel getrennt werden. .
22. Verfahren nach Anspruch 1, dadur-ch gekennzeichnet, daß das Material ölhaltigen Sand enthält.
23. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material sandhaltiges

schweres Rohöl enthält.
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24. Verfahren zur getrennten Gewinnung von öl und Asphalten/polaren Bestandteilen aus schwerem Rohöl, dadurch gekennzeichnet, daß das Material auf eine Temperatur unterhalb des Glaspunktes des Öls abgekühlt wird, das Material bei einer Temperatur unterhalb des Glaspunktes zerkleinert wird, um relativ feine Partikel zu erzeugen, die feinen Partikel mit einem Solvens-Extraktionsmittel behandelt werden, um das öl ohne wesentliche Auflösung der Asphaltene und polaren Stoffe zu lösen, das ölhaltige Solvens-Extraktionsmittel von den Asphaltenen und polaren Stoffen abgetrennt wird, und öl aus dem Solvens-Extraktionsmittel gewonnen wird.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die feinen Partikel mit einem Solvens-Extraktionsmittel bei einer Temperatur im Bereich von etwa -3 0 bis etwa -70⁰C behandelt werden.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet , daß das Solvens-Extraktionsmittel aus der Gruppe bestehend aus Hexan, Pentan, Butan, Propan und deren Gemischen ausgewählt ist.

·"
27. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet , daß die gewonnenen Asphaltene und polaren Stoffe zur Energiegewinnung verbrannt werden, wobei zumindest ein Teil der Energie verwendet wird,

um eine Anlage zur Herstellung von flüssigem Stick-30

stoff und Sauerstoff zu betreiben, der flüssige Stickstoff zur Erzielung der Kühlung des Materials verwendet wird und der Sauerstoff bei der Verbrennung der gewonnen Asphaltene und polaren Stoffe eingesetzt

wird.
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28. Verfahren zur getrennten Gewinnung von öl- und Kerogen-Komponenten aus öl und Kerogen enthaltendem schief erhaltigern Material, dadurch gekennzeichnet, daß

das Material auf eine Temperatur unterhalb des Glaspunktes der Kerogen-Komponente abgekühlt wird, das Material bei einer Temperatur unterhalb des genannten Glaspunktes zerkleinert wird, um relativ große Partikel herzustellen, die einen Hauptanteil des Schiefers und öl enthalten und relativ feine Partikel, die einen Hauptanteil des Kerogens enthalten,

mechanisch die relativ die groben Partikel von den relativ feinen Partikeln getrennt werden, die relativ groben Partikel mit einem Solvens-Extraktionsmittel, welches öl löst, behandelt werden, das ölhaltige Solvens-Extraktionsmittel vom Schiefer getrennt wird,
das öl aus dem Solvens-Extraktionsmittel gewonnen wird,

die relativ feinen Partikel mit einem Solvens-Extraktionsmittel, welches Kerogen löst, behandelt werden,
das Kerogen enthaltende Solvens-Extraktionsmittel von feinem Schiefer getrennt wird, und Kerogen aus dem Solvens-Extraktionsmittel gewonnen wird.

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