油砂沥青处理技术研究现状.pdf

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1、第40卷第1期化工机械油砂沥青处理技术研究现状‘于凯料王振波金有海孙治谦邱俊鹏(中国石油大学(华东)化学工程学院)摘要为了实现油砂沥青的无害化处理，提高处理效率和综合效益，对油砂沥青现行处理技术的机理、工艺流程、优缺点和适用范围进行了概述和总结。通过分析表明，各种油砂沥青现行处理技术都有各自的优缺点及适用范围。因此，在选择油砂沥青处理技术时要综合考虑技术本身的特点、适用范围、油砂性质及具体工艺要求等诸多因素，必要时要多种处理技术联合操作以实现综合效益的最大化。关键词油砂沥青处理技术．工艺流程技术进展中圈分类号TQ049文献标识码A文章编号0254缶094(2013)0l加01．04全球油砂资

2、源储量丰富，据统计，世界油砂资源折算为油砂稠油约为400Gt，远大于天然石油探明储量(200Gt)，为不可或缺的替代能源。油砂的结构一般分为水润型、油润型和中等润湿型3种。按加拿大的划分标准，沥青含量不小于10％的为富油砂矿，沥青含量不大于6％的为贫油砂矿‘¨。常规原油中胶质和沥青质含量一般只有20％一25％，而油砂沥青中其含量高达50％左右。胶质和沥青质都是缺氢组分，大量杂原子硫、氮、金属和碳也集中在其中。这些特点都给后续的加工处理带来了困难旧1。笔者介绍了多种油砂处理技术，并对各种技术的优、缺点进行了概述和总结。1洗涤处理技术1．1热水碱洗抽提技术热水碱洗技术可分为3步，首先添加NaoH

3、，使其与油砂沥青中的羧酸成分反应生成羧酸盐表面活’性剂，以降低油砂沥青与水的表面张力，使砂粒上的沥青膜破裂，并沿砂粒表面缩进，形成沥青液滴；其次通过鼓气，使其与气泡结合，上浮至水洗液的表面，形成沥青泡沫；最后经离心分离，得到含有微细粘土颗粒及少量矿物成分的油砂沥青。1932年ClarkKA博士研究了碱在沥青提取中的作用。实验数据表明，碱可以提高水洗分离过程中表面活性剂的作用，进而提高水洗效果，增加沥青收率。SanfbrdEC和SeyerFA¨。由实验证明，NaOH可以中和油砂沥青中的有机酸进而产生表面活性剂，提高沥青收率，但其用量存在最佳值，超过上限后会阻碍分离过程的进行。schr8mMLL

4、等H1在研究天然表面活性剂对Athabasca油砂沥青热水分离实验的影响时，也发现了类似的规律。即NaoH可以生成表面活性剂，以增加沥青与砂之间的排斥力，进而促使沥青从砂粒表面剥离。然而，如果NaOH过量，表面活性剂浓度会升高、乳化加剧、油砂沥青润湿性增加、双电层遭破坏，降低了水洗分离效果。1．2热水洗技术首先将油砂与95℃左右的热水混合，在混合罐中通过剧烈的机械搅拌将混合物制成油砂浆液，并使沥青与砂分离；静置一段时间后向浆液内鼓气得到沥青浮渣；通过离心分离等技术对浮渣进行精制。为提高沥青收率，需向浆液中加入NaOH，并保持其pH值在8．O一8．5之间p。。1．3冷水分离提取技术与热水碱洗技

5、术不同，冷水分离提取技术水温为2一15℃，在液态泥浆中加入条件助剂，混合足够的时间使沥青剥离，并将沥青上的条件助剂·中国石油大学(华东)研究生创新工程资助项目(cx—1225)。+·于凯。男，1988年1月生，硕士研究生。山东省青岛市，266580。2化工机械2013年驱散，随后，对得到的泥浆进行泡沫浮选，最终得到沥青产品。条件助剂(如煤油)的剂量为0．1‰～0．8‰。浮选助剂为起泡剂MIBC，其用量为0．05‰一0．40‰，该技术为美国专利。总体而言，油砂洗涤处理技术适用于水润型油砂，对油润型油砂处理效率较低，且易对环境造成二次污染。2有机溶剂提取技术有机溶剂提取技术主要是利用物质相似相溶

6、的原理味实现油砂沥青的回收。首先将油砂与有机溶剂按一定比例混合后进行抽提，直至沥青全部自油砂中抽出，然后对沥青和有机溶剂进行回收。所用溶剂有甲苯、柴油、脂肪酸混合物、庚烷、石脑油一甲醇双溶剂以及丙烷等⋯。该技术对油砂的含油量要求不高，相对于水洗技术而言，其适用性更广、效率更高。但该技术与水洗技术得到的沥青都具有高密度、高黏度、高残碳、高杂原子含量、高金属含量、高胶质沥青质含量以及低氢碳原子比等特点，后续炼化难度大。3热解干馏技术热解(焦化)技术即在高温下将油砂中的重组分裂解为轻组分，再对油气进行回收利用。与热水分离技术相比，该技术对物料的含油量要求不严格且产量高。3．1ATP热解技术Albe

7、rtaTaciukProcess简称ATP工艺，1977年由加拿大Taciuk公司发明，原理是通过高温裂解实现重质油轻质化。ATP干馏技术的核心设备为回转炉。它是一个水平放置的旋转容器，包括燃烧段、干馏段、预热段和冷却段4部分。油砂进料通过传输带进入预热区，加热到250～300℃，轻质组分和水首先汽化。经预热后的油砂通过一个动态的密封口进入反应区，与燃烧区循环过来的残余固体混合进行热交换。在反应区(500—5