改善的油砂回收及改性方法
2023-05-11 10:41:51
專利名稱：改善的油砂回收及改性方法
技術領域：
本發明涉及同時實現從油砂中回收並改性油成分(浙青)的方法,更詳細而言,涉及使用SAGD(蒸汽輔助重力洩油(steam assisted gravity drainage))技術回收地下儲藏的油砂中的油成分時，同時注入蒸汽和氣體產生物質、蒸汽和CO2、蒸汽和CO2及氣體產生物質，從而從地下儲藏的油砂中回收油成分(浙青)的同時，回收質量改善的浙青的方法。
背景技術：
油砂由對應於油成分的浙青(bitumen),以及石英砂(quartz sand)、粘土 (clay)、水及微量的各種礦物質以物理 化學方式混合在一起而構成，按其儲藏位置的不同成分多少會不同，大概由75 85%的無機物(石英砂、粘土、礦物質等),3 5%的水，I 18%的浙青構成。
上述油砂中所含的浙青為黑色的較重且粘稠狀的粘性質地的原油，具有8 14° 的API值，粘度最大為數千 數百萬cP。在自然狀態下不能在鑽孔及輸油管內流動，因此加熱或與稀釋劑混合使粘度降低後輸送至輸油管。
回收地下儲藏的油砂方法有露天開採(Surface Mining)及多種形態的原位 (in-situ)技術,但最重要的是先降低浙青的粘度。
另外，浙青由因無附加值而用於燃料的浙青、和因有附加值而可活用於石油化學製品的軟浙青構成，該價值取決於浙青中所包含的軟浙青的含量，因此回收軟浙青成分豐富的天然浙青、或回收浙青時結合將浙青成分轉換為軟浙青成分的技術則可回收軟浙青成分增加的浙青。
大部分原位技術的重要目標是降低浙青的粘度，使其容易移動，商業用途中使用到的原位技術有CSS(蒸汽吞吐採油法(Cyclic Steam Stimulation))技術，SAGD(蒸汽輔助重力洩油(Steam Assisted Gravity Drainage))技術等,正在以中試水準進行的研究有 ES-SAGD (擴展溶劑-SAGD (Expanding Solvent-SAGD))技術，THAI水平段注空氣(Toe to Heal Air Injection)技術，VAPEX蒸汽提取過程(Vapor Extraction Process)技術坐寸ο
上述SAGD技術，作為從地下儲藏油砂中回收浙青的常用方法，是最常用的商用技術。上述SA⑶技術是先從地下深處挖掘兩個平行的水平方向的井(well)後，在上端的井中注入蒸汽產生熱量，從而降低周邊粘度高的油砂的粘度，使其向下流動的同時匯聚到下端的井內，然後將粘度降低的熱油砂向地上抽出並將其回收。但是，其生產現場的回收率約為50%的水準，存在使用過量的蒸汽，為了產生蒸汽而使用過量燃料，由此產生過量CO2的問題。
上述ES-SAGD技術使用了 SAGD技術，同時注入蒸汽與10重量％以內的有機溶劑， 從而表現出比SAGD得到改善的性能，具有回收率約為60%的優點，但存在的問題是不能 100%回收所注入的有機溶劑。
上述THAI工序的優點為原油回收率優異，投資費用少，且天然氣和水的使用量少，溫室氣體的產生量少，能夠補強SAGD技術的缺點，並且該工序還具有可用於儲藏在更深處地下的質量差的原料地帶的優點。但是，THAI技術目前處於中試(pilot)階段研究的狀態，為了技術的商用化還需要開發更多的技術。
上述VAPEX技術與SAGD技術類似，其特徵在於，代替水使用有機溶劑從而可迅速降低油砂的粘度。即，VAPEX技術是注入乙烷，丙烷等氣化溶劑在地下形成蒸汽腔室 (vapor-chamber)後,使油易於通過重力流向下面的蒸汽腔室內的技術，其具有所使用的能量少的優點，但從油砂中抽取浙青的技術還存在較大的開發餘地。
另外,作為不加熱的方式,有CP冷採(Cold production)技術,該CP技術是在儲藏油的粘度低的狀態下，通過其注入的氣體的壓力差在表面產生油的技術，具有油與氣體泡沫一起產生，且不使用熱(能量)的優點，但存在回收率低的問題。
用於從油砂中回收浙青的SAGD(steam assisted gravity drainage)技術的現有技術如下。
作為現有技術的一例，在PCT/US98/10092中公開了一種「利用乳液的油回收方法」，其中，為了增加儲藏在地下的油的回收率，使用加入蒸汽的同時，還加入除了蒸汽以外的含有固體顆粒的乳液、氣體等添加劑，用上述方法替代注入高溫、高壓蒸汽。這種 以往的利用乳液的油回收方法中，以固體顆粒穩定化的乳液起到將儲藏的油推出的流體作用，使用的乳液為在地層含有的天然的或人工製造的乳液，作為該固體顆粒的例子，有粘土 (clay)、石英(quartz)、石膏、浙青質、高分子聚合物、長石、煤粉等,通過注入二氧化碳等氣體來調節乳液的粘度為所期望的水準，可降低油的粘度約10倍，也可獲得平穩地將儲藏的油進行移動的效果。
在PCT/CA2007/002249 中公開了一種「將油井(oilfield reservoir)進行預處理的方法」，其中，向儲藏有浙青等重質油的地下注入含有預處理劑(preconditioning agent)的水溶液，從而可以改善重質油的粘度的同時提高重質油回收率。
這種現有的油井預處理方法的技術特徵在於i)將油井進行預處理 (preconditioning)後，通過冷採(cold production)方法或者熱力採(thermal recovery)方法回收重質油；ii)作為預處理劑(preconditioning agent),使用甲基乙基酮(methyl ethyl ketone)、甲基丙基酮(methyl propyl ketone),甲基叔丁基醚 (methyl tertiary-butyl ether)等水溶性有機溶劑；iii)預處理劑在回收工序條件下分解而產生氣體；iv)作為可分解的預處理劑，使用朽1檬酸(citric acid),草酸(oxalic acid),羧酸(carboxylic acid)等；v)浙青回收時,首先注入羧酸水溶液,其次注入碳酸鹽 (carbonate)水溶液。
另外，具有如下特徵作為預處理劑，使用甲燒(methane),乙燒(ethane),丙燒 (propane),正丁燒(normal butane),異丁燒(isobutane), CO2 等水合促進劑(hydrate promoting agent);還具有如下特徵隨著使用這種水合促進劑,在形成水合物的壓力下經過一定時間後，再降低壓力使水合物發生分解而產生氣體。
美國專利4,217,956中，從地下儲藏的油砂中回收重質油時，通過同時注入蒸汽和CO2氣體來降低重質油的粘度，改善了回收率，其技術特徵在於，通過(a)注入蒸汽的速度低於生產速度，(b)在一定時間內維持蒸汽注入速度，(C)通過同時注入蒸汽和Q2氣體從而結束一個周期的注入工序，(d)反覆上述(a)、(b)、(C)工序，從而改善了回收率。
美國專利5，824，214中，提出了在回收儲藏於地下的至少含有I重量％水的重質油的工序中，通過添加氫氣或者可提供氫的物質及氫化反應用催化劑，照射400 IOkH的低頻波，從而從水中分解的氫氣進行氫化反應而改善了重質油的質量，還提出了在不包含水的重質油的情況下，通過使其接觸如氨氣、肼、甲酸等可提供氫的物質使其進行氫化反應來改善重質油的質量。
PCT/CA2005/001875中公開了如下方法通過使油砂中的天然浙青質與特定的化合物反應氧化(oxidation),磺化氧化(sulfoxidation),磺化(sulfonation),磺甲基化(sulfomethylation)反應等形成表面活性成分,從而表面張力降低,促進浙青-水 (bitumen-water)乳液的生成，同時改善浙青-水(bitumen-water)乳液的穩定度,最終通過降低浙青的粘度，提高了從油砂回收浙青的效率。
加拿大重油協會(CanadianHeavy Oil Association)發行的 SPE/PS/CH0A 117394中公開了作為使用實驗室模擬裝置從油砂回收浙青的實驗結果，分別注入i)蒸汽， ii)蒸汽+CO2, iii)蒸汽+表面活性劑，iv)蒸汽+CO2+表面活性劑等,對於浙青回收率的變化進行調查的結果。
S卩，調查了根據不同的蒸汽注入方式(注入速度，注入方法，添加劑的量等)的浙青回收率的最佳條件，其結果顯示，如果同時注入蒸汽+CO2+表面活性劑，則浙青回收率與仿真結果一致地得到改善，注入的CO2 —部分溶解在油中，表觀體積增大而使油的粘度降低，從而浙青回收率得到改善，這時使用的表面活性劑降低了表面張力從而有助於改善浙青回收率，增加所注入的蒸汽和CO2量時會提高浙青回收率，但存在最佳的油/添加劑的比率。
加拿大重油協會(CanadianHeavy Oil Association)發行的 SPE/PS/CH0A 117604中公開了以下結果使用垂直型蒸汽注入(steam injection)裝置，與蒸汽同時注入提供氫氣的物質(四氫化萘，C10H12)和有機金屬催化劑(Fe(CH3COCHCOCH3)3),研究低級原油的原位升級技術的同時，還研究了添加劑對油回收率及油的質量(quality)產生的影響。
其結果顯示，將5重量％的四氫化萘與蒸汽同時注入時，與單獨注入蒸汽相比油回收率提高約15%，含有Fe催化劑的四氫化萘溶液與油砂混合後注入蒸汽時，與單獨注入蒸汽相比油回收率提高約20 %，另外如果一起使用四氫化萘和四氫化萘催化劑，則油回收率與油的質量(quality)得到改善，在催化劑共存的條件下，油產量提高。
US 2006/0243448A1中公開了使用SAGD技術回收地下儲藏的浙青時，注入含有由蒸汽產生器中產生的CO2廢氣來提高浙青回收的技術。
US 6，722，434B2中公開了將處理井的(產生泡沫的)流體和產生氣體的物質引入到地下的技術，其為(a)將氣體產生物質與處理井的流體混合，將該混合物與活性劑(氣體產生物質中能夠延遲氣體產生時間的物質)混合，(b)氣體產生物質與活性劑(膠囊化的延遲氧化劑)反應，從而將浙青向地上抽出的過程中使處理井的流體中形成泡沫的技術。此時，作為所使用的氣體產生物質，有肼、偶氮二碳醯胺(azodicarbonamide)、對甲苯磺醯氨基脲(p-toluene sulfonyl semicarbazide)等，活性劑有過氧化氫(peroxide)、過硫酸鹽 (persulfate)、過硼酸鹽(perborate)、次氯酸鹽(hypochlorite)、亞氯酸(chlorite)鹽等鹼鹽鹼土金屬鹽，作為製造膠囊化的活性劑使用的塗布物質，公開有石臘、幹性油(dryingoil)、聚氨酯，尼龍等。
US 6，357，526B1中公開了使用SAGD技術在回收浙青及重質油的工序中，同時實現改性及能量回收的技術。重質油的API值通常為10以下，流動性差，因此，難以回收後輸送，為了回收地下儲藏的浙青而使用SA⑶技術時，SOR值(體積)為2以上，需要消耗兩倍以上的蒸汽，此時存在的問題是為了產生蒸汽而使用較貴的天燃氣作為燃燒原料，另外， 為了移送已回收到地上的浙青並使其具有流動性，需要以與合適的溶劑混合或在加熱至較高溫度狀態下進行保管。簡要說明本發明的核心技術本發明為(a)向注入井噴射蒸汽， (b)從生產井回收浙青，(C)從上述步驟(b)中回收氣體、油及殘渣油，(d)將上述步驟(C) 中生產的殘渣油(浙青及重質油)經過浙青質分離步驟分離成浙青質及非浙青質成分，(e) 浙青質成分用於生產蒸汽的燃燒原料，(f)回收粘度降低的非浙青質成分，上述(e)中燃燒浙青質時會產生合成氣和蒸汽，並將合成氣中的CO2進行回收，與蒸汽一起注入。
加拿大重油協會(CanadianHeavy Oil Association)發行的 SPE113234 中，為了彌補具有使用大量蒸汽、製造蒸汽時所使用的大量的燃料損失及產生有害廢氣等問題的 SAGD技術的缺點，使用STARS三步，多部件儲層模擬(a three phase, multicomponents reservoir simulator)對應用SAGD技術時同時注入蒸汽和CO2的技術進行模擬並對技術的可行性進行調查，結果顯示，在所提供的模擬條件(蒸汽溫度，蒸汽注入速度，CO2注入時間等)下SAGD具有76%的回收率，與之相反，同時注入CO2後4、6、8年後的回收率分別為 54%、77%、79%，回收率與CO2壓力成反比關係。
如上所述，現有技術中為了回收地下儲藏的原油成分共同地使用了高溫/高壓蒸汽，另外，為了提高油回收率使用了多種添加劑，但是目前需要通過提高油回收率並引入添加劑來改善所回收的油成分的質量的方案。
本發明人等為了開發從油砂中回收浙青的工序中提高浙青回收率的同時能夠大量回收含有附加值高的軟浙青成分浙青的技術，反覆地進行了研究，從而完成了本發明。發明內容
本發明是考慮到上述問題而研究出來的結果，其目的在於，應用SA⑶技術，從油砂中回收浙青時，本發明中改善了現有公知的同時注入CO2與蒸汽的SAGD技術的缺點，通過同時注入蒸汽和氣體產生物質，或者蒸汽和CO2及氣體產生物質，從而從儲藏在地下的油砂中回收油成分(浙青)的同時回收質量改善的浙青的方法。
具體地，本發明提供一種浙青回收方法，在應用SAGD技術從油砂中回收質量改善的浙青的方法中，包括下述步驟
I)同時注入a)蒸汽及氣體產生物質，或者b)蒸汽、CO2氣體及氣體產生物質；
2)蒸汽所具有的溫度和壓力通過CO2氣體和氣體產生物質傳遞到包含在油砂中的油成分；
3)氣體產生物質在高溫高壓條件下分解而產生氣體；
4) CO2氣體和氣體產生物質中生成的氣體與浙青相互作用，從而浙青粘度降低；
5)高溫高壓條件下CO2氣體和氣體產生物質中生成的氣體與浙青進行反應。
其中，步驟I)通過下述方法中的任一種方法實施(a)先注入氣體產生物質再同時注入蒸汽和CO2氣體的方法，(b)以氣體產生物質、蒸汽、CO2氣體的順序依次反覆注入的方法，(C)以氣體產生物質、CO2氣體、蒸汽的順序依次反覆注入的方法，(d)將蒸汽、CO2氣體、及氣體產生物質同時注入的方法，及(e)將它們混合的方法。
其中，所述氣體產生物質是產生選自NH3、⑶或CO2中的一種以上氣體的物質。
所述氣體產生物質選自由下述化學式(I)所示的化學物質、鹼金屬、鹼土金屬鹽或它們的酸，或者銨鹽組成的組中的I種以上。
RR' N-CO-NRR' (I)
式中，R和Ri可相同或相異，為氫氣、吡啶、嘧啶、三嗪、取代或非取代的C1-C5tl烷基、取代或非取代的C3-C5tl環烷基、或者取代或非取代的C1-C5tl鏈烯基，或者R與R'形成I 個以上的碳被氮取代的縮合環。
所述CO2氣體是生產蒸汽時產生的燃料燃燒後的廢氣。
所述在步驟I)中與蒸汽一起注入的CO2氣體及氣體產生物質相對於蒸汽的重量比為O. I 60重量％。
所述在步驟I)中與蒸汽一起注入的CO2氣體相對於蒸汽的重量比為O. I 99重量％。
所述步驟I)中與蒸汽一起注入的氣體產生物質相對於蒸汽的重量比為O. I 99重量％。
所述步驟I)中相對於與蒸汽一起注入的CO2氣體，氣體產生物質的重量比為 O. I 99重量％。
在應用SAGD技術時，所述高溫、高壓分別為100 300°C，I. 5 100大氣壓。
通過上述課題的解決手段，本發明提供如下效果。
應用SAGD(steam assisted gravity drainage)技術從油砂中回收相當於油成分的浙青時，為了回收以往儲藏在地下的原油成分，同時使用高溫、高壓的蒸汽和添加劑，從而不僅可以回收油成分，而且還可以回收質量改善的浙青。
特別是，在適用SAGD技術時，通過在高溫高壓條件下使用如NH3或者COx(CC)2及 CO)等氣體產生物質產生的氣體在高溫高壓條件下與作為低級成分的浙青質反應，不僅使浙青的粘度降低，而且還進行轉換為優質成分的反應，從而在回收工序中可以生產出質量改善的浙青。
將本發明用於從油砂中回收油成分的原位(in-situ)技術時，具有可同時實現回收及改性的優點。
圖I是表示根據本發明的實驗例2，對實施例I和比較例I中SAGD反應前/後重質油成分測定熱分析結果的圖。
具體實施方式
以下，詳細說明本發明。
本申請發明是適用SAGD(Steam Assisted Gravity Drainage)技術，從油砂中回收質量改善的浙青的方法，提供包括下述步驟的浙青回收方法。
(I)同時注入(a)蒸汽及氣體產生物質或者(b)蒸汽、CO2氣體及氣體產生物質；
(2)蒸汽所具有的溫度和壓力通過CO2氣體和氣體產生物質傳遞到包含在油砂中的油成分；
(3)氣體產生物質在高溫高壓條件下分解而產生氣體；
(4) CO2氣體和氣體產生物質中生成的氣體與浙青相互作用，從而使浙青粘度降低；
(5)高溫高壓條件下CO2氣體和氣體產生物質中生成的氣體與浙青進行反應。
[浙青]
本發明中「質量改善的浙青」是指，與利用通常已知的方法從油砂回收的浙青相 t匕，附加值高的大量含有軟浙青成分的浙青，而不受任何理論限制。浙青中所包含的軟浙青含量越多越有利，但是優選為60重量％以上，特別優選為80重量％以上。
本發明的另一實施方式中，本發明的「質量改善的浙青」是指與利用該行業中常用方法從油砂回收的浙青相比，粘度低的浙青。
[氣體產生物質]
本發明的氣體產生物質可不受任何理論限制地使用具有如下述化學式(I)所示化學結構式的物質，即同時具有羰基和胺基，可在高溫高壓條件下分解產生氨氣和CO或者 CO2的化學物質。作為這種化學物質，可使用例如，尿素、縮二脲、尿囊素、乙內醯脲、過氧化脲、或者異氰酸酯。
[化學式I]
RR' N-CO-NRR'
式中，R和Ri可相同或相異，為氫氣、吡唆、嘧唆、三嗪、取代或非取代的C1-C5tl烷基、取代或非取代的C3-C5tl環烷基、或者取代或非取代的C1-C5tl鏈烯基，優選為氫氣、吡啶、 嘧啶、三嗪、取代或非取代的C1-Cltl烷基、取代或非取代的C3-C6環烷基、或者 取代或非取代的(^-(1(|鏈烯基。另外，R和R'可形成I個以上的碳被氮取代的縮合環，優選形成I個以上的碳被氮取代的C5-C6縮合環。
上述吡啶，嘧啶，三嗪，烷基，環烷基，鏈烯基及縮合環可被選自下述組成的組中的 I個以上取代基所取代
滷素，胺基，異氰酸酯基，硝基，羰基，氰基，羥基及羧基。
另外，本發明的氣體產生物質可使用同時含有氧和碳從而在高溫高壓條件下分解產生CO或者CO2的鹼金屬和鹼土金屬鹽或者它們的酸。作為這些化合物，可以使用例如碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鉀或碳酸氫鈉。
此外，本發明中的氣體產生物質還可以使用同時含有氧和碳從而在高溫高壓條件下產生氨和CO或CO2的銨鹽。作為這些化合物，可以使用例如乙酸銨、碳酸銨、碳酸氫銨， 檸檬酸銨或草酸銨。
本發明中可以單獨使用上述物質或者可以混合2種以上上述物質來使用。本發明中氣體產生物質優選為可生成NH3、CO、及CO2全部氣體的物質，更優選尿素。
上述氣體產生物質在100°C 300°C以及I大氣壓 100大氣壓下產生氣體。上述溫度及壓力優選為200°C以上及8個大氣壓以上。
[CO2 氣體]
CO2氣體為包含在空氣中的，因此不會特別限制，但為了減少溫室氣體的排放，優選使用生產蒸汽時產生的燃料燃燒後廢氣中包含的CO2氣體。
[浙青的回收方法]
根據本發明，在從油砂回收浙青的工序中，例如在適用SAGD技術、CSS技術、VAPEX 技術、THAI技術等從油砂回收浙青的工序中，通過實施在向油砂中與蒸汽一起供給氣體產生物質、或者與蒸汽及氣體產生物質一起供給CO2氣體的步驟，從而可從油砂回收質量改善的浙青。
通常，浙青分類為結合了數十個以上苯環的PAH (多環芳烴(polyaromatic hydrocarbon)),是粘度高且附加值低的物質,但是浙青的苯環開環時,分子量也變小，粘度也變得相對低，而且在苯環開環的過程中浙青轉換為軟浙青。
為了有意地使這些反應進行，已知使氫氣與浙青在高溫高壓條件下反應，進行苯環開環反應和加氫分解反應，從而使浙青轉換為有用的成分的反應，但在本發明的情況下， 選自由氣體產生物質中生成的co、co2&nh3中的I種以上的氣體與浙青成分在高溫高壓條件下反應後進行與加氫分解反應類似的反應。
另外，CO2氣體非常穩定，雖然在高溫高壓條件下不與浙青反應，但是在高壓條件下溶解到油成分中，從而起到降低油成分的粘度的作用。
特別是，在本發明中從油砂回收浙青的工序中，與蒸汽一起向油砂供給氣體產生物質、或者與蒸汽和氣體產生物質一起供給CO2氣體的情況下,通過在由蒸汽帶來的高溫及高壓條件下，氣體產生物質分解產生NH3或者COx (CO2氣體及CO)氣體，產生的氣體及與蒸汽一起注入的CO2氣體供給到油砂中，與油砂中的浙青反應而降低浙青的粘度，從而易於浙青的回收
從油砂回收浙青的工序中適用本發明的情況下，在高溫及高壓條件下由氣體產生物質產生的NH3或者COx (CO2氣體及CO)等氣體與低級成分的浙青質反應，使浙青的粘度降低，另外，可生產出與浙青質相比含有更多軟浙青成分的浙青。
本發明中向上述油砂供給蒸汽和氣體產生物質的步驟可利用下述方法實施將蒸汽和氣體產生物質同時注入的方法，依次反覆先注入蒸汽再注入氣體產生物質的工序的方法，或者依次反覆先注入氣體產生物質再注入蒸汽的工序的方法。
另外，本發明中向上述油砂供給蒸汽，CO2氣體和氣體產生物質的步驟可利用下述方法實施先注入氣體產生物質再同時注入蒸汽和CO2氣體的方法，以氣體產生物質、蒸汽及CO2氣體的順序依次反覆注入的方法，以氣體產生物質、CO2氣體及蒸汽的順序依次反覆注入的方法，或者將蒸汽、CO2氣體及氣體產生物質同時注入的方法等。
本發明的一個實施方式中，與上述蒸汽一起供給的添加劑(CO2及氣體產生物質) 相對於蒸汽的重量比優選使用O. I 60重量％。與蒸汽一起供給的添加劑相對於蒸汽重量若不足O. I重量％時，不但從油砂回收質量優異的浙青的效果不明顯，而且與以往的SAGD 技術相比能量節約效果不大；與蒸汽一起供給的添加劑相對於蒸汽重量若超過60重量％ 使用時，雖然可回收改善質量的油砂，但是會有由於蒸汽用量少，因此回收率低的問題。
本發明的一個實施方式中，與蒸汽一起注入的CO2氣體相對於蒸汽的重量比優選為O. I 99重量％，O. I重量％以下時，雖然因蒸汽用量多而回收率優異，但是有消耗過多能量的問題；99重量％以上時，會有回收率低的問題。
另一個實施方式中，與蒸汽一起注入的氣體產生物質相對於蒸汽的重量優選為O. I 99重量％，0. I重量％以下時，雖然因蒸汽用量多而回收率優異，但是有消耗過多能量的問題；99重量％以上時,會有回收率低的問題。
另外一個實施方式中，相對於與蒸汽一起注入的CO2，氣體產生物質的重量比優選為O. I 99重量％,0. I重量％以下時，有回收率低的問題，99重量％以上時，有無法回收改善質量的浙青的問題。
實施例
本發明為了從地下儲藏的油砂回收相當於原油成分的浙青，通過與蒸汽同時注入 CO2氣體及氣體產生物質，從而不僅可以回收浙青，而且還可以在回收時大幅提高浙青的質量。
以下，利用本發明的實施例與比較例進行更詳細說明，本發明不受下述實施例的限定。
實施例I
使用總體積為2720mL的圓筒型高壓反應器，將24體積％的浙青，70體積％的直徑I. 5mm玻璃珠及6體積％的I. OM尿素水溶液混合均勻後，填入反應器內，將蒸汽產生器的溫度加熱至170 180°C，追加加入氮氣使反應器的內部最終壓力達10個大氣壓後，實施使用韓國專利(申請號10-2010-0080595)中介紹的裝置以30 40cc/分鐘的速度注入蒸汽的SAGD實驗。
實施例2
使用2. OM尿素水溶液，實施上述實施例I。
實施例3
使用3. OM尿素水溶液，實施上述實施例I。
實施例4
使用總體積為2700mL的圓筒型高壓反應器，將24體積％的浙青，70體積％的直徑I. 5mm玻璃珠及6體積％的I. OM尿素水溶液混合均勻後，填入反應器內，將蒸汽產生器的溫度加熱至170 180°C，追加加入CO2使反應器的內部最終壓力達10個大氣壓後，實施使用韓國專利(申請號10-2010-0080595)中介紹的裝置以30 40cc/分鐘的速度注入蒸汽的SAGD實驗。
實施例5
追加注入CO2使內部最終壓力達到20個氣壓，實施實施例4。
實施例6
追加注入CO2使內部最終壓力達到30個氣壓，實施實施例4。
比較例I
使用總體積為2700mL的圓筒型高壓反應器，將24%浙青，70%的直徑I. 5mm玻璃珠及6%的水均勻混合後填入反應器內，實施使用韓國專利(申請編號10-2010-0080595) 中介紹的裝置進行注入蒸汽的SAGD實驗。
實驗例I (重質油的分離及分析)
(I)重質油的分離將回收的水和超重質油的混合物放到95°C的烘箱中，加熱2 3天分離水和超重質油後，將Ig浙青與40ml己烷混合攪拌48小時後，利用O. 2m注射過濾器進行過濾分離出浙青質後，乾燥24小時，測定重量從而分析浙青質含量。(參考能量&燃料(Energy&Fuels)2002，16，1571-1575)
測定實施例1，實施例2及實施例3中浙青質和軟浙青的含量、氫/碳摩爾比，將僅使用未注入添加劑的蒸汽的SAGD實驗結果作為比較例1，將其結果記錄在下面的表I中。
表I
權利要求
1.一種浙青回收方法，其特徵在於，在應用SAGD技術從油砂中回收質量改善的浙青的方法中，包括下述步驟 1)同時注入a)蒸汽及氣體產生物質，或者b)蒸汽、CO2氣體及氣體產生物質； 2)蒸汽所具有的溫度和壓力通過CO2氣體和氣體產生物質傳遞到包含在油砂中的油成分； 3)氣體產生物質在高溫高壓條件下分解而產生氣體； 4)CO2氣體和氣體產生物質中生成的氣體與浙青相互作用，從而浙青粘度降低； 5)高溫高壓條件下CO2氣體和氣體產生物質中生成的氣體與浙青進行反應。
2.根據權利要求I所述的浙青回收方法，其中，步驟I)通過下述方法中的任一種方法實施 (a)先注入氣體產生物質再同時注入蒸汽和CO2氣體的方法，(b)以氣體產生物質、蒸汽、CO2氣體的順序依次反覆注入的方法，(c)以氣體產生物質、CO2氣體、蒸汽的順序依次反覆注入的方法，(d)將蒸汽、CO2氣體、及氣體產生物質同時注入的方法，及(e)將它們混合的方法。
3.根據權利要求I所述的浙青回收方法,其中，所述氣體產生物質是產生選自NH3、CO或CO2中的一種以上氣體的物質。
4.根據權利要求I所述的浙青回收方法，其特徵在於，所述氣體產生物質選自由下述化學式(I)所示的化學物質、鹼金屬、鹼土金屬鹽或它們的酸，或者銨鹽組成的組中的I種以上。
RR' N-CO-NRR' (I) 式中，R和R'可相同或相異，為氫氣、吡啶、嘧啶、三嗪、取代或非取代的C1-C5tl烷基、取代或非取代的C3-C5tl環烷基、或者取代或非取代的C1-C5tl鏈烯基，或者R與R'形成I個以上的碳被氮取代的縮合環。
5.根據權利要求I所述的浙青回收方法，其特徵在於，CO2氣體是生產蒸汽時產生的燃料燃燒後的廢氣。
6.根據權利要求I所述的浙青回收方法，其特徵在於，所述在步驟I)中與蒸汽一起注入的CO2氣體及氣體產生物質相對於蒸汽的重量比為O. I 60重量％。
7.根據權利要求I所述的浙青回收方法，其特徵在於，所述在步驟I)中與蒸汽一起注入的CO2氣體相對於蒸汽的重量比為O. I 99重量％。
8.根據權利要求I所述的浙青回收方法，其特徵在於，所述步驟I)中與蒸汽一起注入的氣體產生物質相對於蒸汽的重量比為O. I 99重量％。
9.根據權利要求6所述的浙青回收方法，其特徵在於，所述步驟I)中相對於與蒸汽一起注入的CO2氣體，氣體產生物質的重量比為O. I 99重量％。
10.根據權利要求I所述的浙青回收方法，其特徵在於，適用SAGD技術時，所述高溫、高壓分別為100 300°C，1. 5 100大氣壓。
全文摘要
本發明涉及從油砂中回收油成分(瀝青)的方法及回收改善質量的瀝青的方法，具體涉及應用SAGD技術從油砂中回收質量改善的瀝青的方法，該方法包括下述步驟1)同時注入(a)蒸汽及氣體產生物質，或者(b)蒸汽、CO2氣體及氣體產生物質；2)蒸汽所具有的溫度和壓力通過CO2氣體和氣體產生物質傳遞到包含在油砂中的油成分；3)氣體產生物質在高溫高壓條件下分解而產生氣體；4)CO2氣體和氣體產生物質中生成的氣體與瀝青相互作用，從而瀝青粘度降低；5)高溫高壓條件下CO2氣體和氣體產生物質中生成的氣體與瀝青進行反應。從而與從油砂中回收瀝青時僅注入蒸汽的方法相比，提供可大幅改善瀝青的質量(quality)的方法。
文檔編號C10G1/00GK102977907SQ20121011482
公開日2013年3月20日 申請日期2012年4月18日 優先權日2011年9月2日
發明者李哲偉, 尹晟薰, 柳欄淑, 迪帕裡 申請人:韓國化學研究院