一種有機溶劑提取油砂中瀝青油的方法
2023-12-06 16:37:26 4
專利名稱：一種有機溶劑提取油砂中瀝青油的方法
技術領域：
本發明屬於油砂分離技術領域，具體地講，本發明涉及一種有機溶劑提取油砂中浙青油的方法。
背景技術：
油砂(Oil Sands)是一種重要的非常規油氣資源，是由浙青油(Bitumen)、砂粒或粘土以及水組成的一種混合物。加拿大艾伯塔省是世界上油砂資源最為豐富的地區，據加拿大艾伯塔省能源局統計，2004年加拿大油砂油產量達到83萬桶/日，2010年產量提高到170-200萬桶/日。我國的油砂資源量也比較豐富，初步估算有千億噸儲量，其中可採儲量約100億噸左右，佔到我國油氣可採儲量的1/3左右，但目前國內對油砂礦分離技術的研究剛剛起步，還未實現工業化。油砂露天開採分離技術主要有水基提取法、溶劑萃取法及熱解乾餾法等。一般情況下，根據油砂的結構和性質採用特定的分離方法。水溼性油砂(油砂中固體顆粒表面為親水性)一般採用水基提取法，而油溼性油砂(油砂中固體顆粒表面為疏·水性)適用於有機溶劑萃取法或熱解乾餾法。溶劑抽提處理油砂的優點是普適性強，可應用於不同類型的油砂，但直接用溶劑提取油砂中的浙青會使浙青中固體微粒組分含量高而且殘砂裡的溶劑難分離回收。2010 年，Paul Painter (Energy Fuels 2010，24，2172-2173)等通過在油砂與有機溶劑間介入離子液體的方法解決了以上難題，由於離子液體價格昂貴無法實現工業化應用，因此，有必要進行進一步的技術改進。
發明內容
本發明的目的是提供一種既經濟又高效的溶劑提取油砂中浙青油的方法。本發明將油砂、含有表面活性劑的水溶液以及有機溶劑加入到反應器中，在溫和的條件下進行提取，提取完成後除去水相得到油相，將油相進行蒸餾得到浙青，有機溶劑進行回收並循環利用。一種有機溶劑提取油砂中浙青油的方法，其特徵在於該方法依次為A和B兩個步驟A將油砂、含有表面活性劑的水溶液以及有機溶劑加入到反應器中，在50_60°C的條件下進行提取；所述的有機溶劑為石腦油、甲苯、石油醚或環己烷；所述的表面活性劑為
季銨鹽；B提取完成後除去水相得到油相，將油相進行蒸餾得到浙青，有機溶劑進行回收並循環利用。本發明所述的表面活性劑為季銨鹽，本發明最佳的表面活性劑選自十二烷基三甲
基氯化銨。本發明所述的含有表面活性劑的水溶液濃度為O. 2 O. 3wt%。本發明所述的有機溶劑為石腦油、甲苯、石油醚或環己烷，其對油砂中的浙青油具有良好的溶解性。
本發明所述的油砂、含有表面活性劑的水溶液以及有機溶劑之間的質量比為I O. 8 I. 2 O. 9 I. 5。在本發明所述的方法中，浙青的最大的提取率在90%以上，有機溶劑的回收利用率在90%以上。本發明通過在油砂與有機溶劑間介入水層的方法有效降低了油相中固體微粒組分的含量，並有效防止了有機溶劑殘留於油砂分離後的固體組分中，提高了溶劑的回收利用率。對疏水性油砂的分離，通過在水相中加入了劑量的表面活性劑有效防止了分離過程中砂粒在油-水界面間的團聚、懸浮，提高了分離效果並使後續分離工作更加簡便。本發明有望用於油砂分離提取的工業生產中。
具體實施方式
為了更好地理解本發明，通過實施例進行說明實施例I將50g油砂(取自內蒙扎賚特旗，浙青含量10.35wt%、水含量0.6 0.7wt%、礦物質含量88. 95 89. 05wt% )、50g水(含O. 2被％十二烷基三甲基氯化銨)、50g石腦油依次加入到500ml的三頸燒瓶中，水浴加熱至50°C，機械攪拌條件下保持30min。分離提取完成後將油相和水相一併移入分液漏鬥中，分離出水層得到油相。將油相進行蒸餾得到浙青，石腦油進行回收並循環利用，石腦油的回收率在90%以上。浙青油回收率的計算方法將得到的油相定容至250ml的容量瓶中，取15g於離心機中在15000r/min轉速下離心30min以除去液相中的固體微粒組分，用移液管從離心管上部取5ml均勻轉移至定性濾紙上，待濾紙完全乾燥後進行重量分析，分析結果表明浙青回收率大於70%。實施例2將50g油砂(取自內蒙扎賚特旗，浙青含量10.35wt%、水含量0.6 0.7wt%、礦物質含量88. 95 89. 05wt% )、45g水(含O. 3被％十二烷基三甲基氯化銨)、50g石油醚依次加入到500ml的三頸燒瓶中，水浴加熱至55°C，機械攪拌條件下保持25min。分離提取完成後將油相和水相一併移入分液漏鬥中，分離出水層得到油相。將油相進行蒸餾得到浙青，石油醚進行回收並循環利用，石油醚的回收率在90%以上。浙青油回收率的計算方法將得到的油相定容至250ml的容量瓶中，取15g於離心機中在15000r/min轉速下離心30min以除去液相中的固體微粒組分，用移液管從離心管上部取5ml均勻轉移至定性濾紙上，待濾紙完全乾燥後進行重量分析，分析結果表明浙青回收率大於65%。實施例3將50g油砂(取自內蒙扎賚特旗，浙青含量10.35wt%、水含量0.6 0.7wt%、礦物質含量88. 95 89. 05wt%)、50g水(含O. 25wt%+二烷基三甲基氯化銨)、60g甲苯依次加入到500ml的三頸燒瓶中，水浴加熱至50°C，機械攪拌條件下保持40min ；分離提取完成後將油相和水相一併移入分液漏鬥中，分離出水層得到油相。將油相進行蒸餾得到浙青，甲苯進行回收並循環利用，甲苯的回收率在90%以上。浙青油回收率的計算方法將得到的油相定容至250ml的容量瓶中，取15g於離心機中在15000r/min轉速下離心30min以除去液相中的固體微粒組分，用移液管從離心管上部取5ml均勻轉移至定性濾紙上，待濾紙完全乾燥後進行重量分析，分析結果表明浙青回收率大於90%。實施例4將50g油砂(取自內蒙扎賚特旗，浙青含量10.35wt%、水含量0.6 0.7wt%、礦物質含量88. 95 89. 05wt% )、60g水(含O. 2wt%+二烷基三甲基氯化銨)、75g環己烷依次加入到500ml的三頸燒瓶中，水浴加熱至60°C，機械攪拌條件下保持30min。分離提取完成後將油相和水相一併移入分液漏鬥中，分離出水層得到油相。將油相進行蒸餾得到浙青，環己烷進行回收並循環利用，環己烷的回收率在90%以上。浙青油回收率的計算方法將得到的油相定容至250ml的容量瓶中，取15g於離心機中在15000r/min轉速下離心30min以除去液相中的固體微粒組分，用移液管從離心管上部取5ml均勻轉移至定性濾紙上，待濾紙完全乾燥後進行重量分析，分析結果表明浙青回 收率大於85%。
權利要求
1.一種有機溶劑提取油砂中浙青油的方法，其特徵在於該方法依次為A和B兩個步驟 A將油砂、含有表面活性劑的水溶液以及有機溶劑加入到反應器中，在50-60°C的條件下進行提取；所述的有機溶劑為石腦油、甲苯、石油醚或環己烷；所述的表面活性劑為季銨鹽； B提取完成後除去水相得到油相，將油相進行蒸餾得到浙青，有機溶劑進行回收並循環利用。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵是季銨鹽選自十二烷基三甲基氯化銨。
3.根據權利要求I所述的方法，其特徵是含有表面活性劑的水溶液濃度為O.2 O. 3wt % ο
4.根據權利要求I所述的方法，其特徵是油砂、含有表面活性劑的水溶液以及有機溶劑之間的質量比為I : O. 8 I. 2 O. 9 I. 5。
全文摘要
本發明公開了一種有機溶劑提取油砂中瀝青油的方法。本發明將油砂、含有表面活性劑的水溶液以及有機溶劑加入到反應器中，在溫和的條件下進行提取，提取完成後除去水相得到油相，將油相進行蒸餾得到瀝青，有機溶劑進行回收並循環利用。本發明瀝青的最大的提取率在90％以上，有機溶劑的回收利用率在90％以上。
文檔編號C10G1/04GK102888238SQ201110212500
公開日2013年1月23日 申請日期2011年7月21日 優先權日2011年7月21日
發明者任嗣利, 楊紅強, 胡斌 申請人:中國科學院蘭州化學物理研究所