本发明专利技术是一种富含碳酸盐油砂矿的连续分离回收的方法和系统，含碳酸盐矿物质的沥青油资源，如油砂、油页岩、落地油泥等，在一定情况下与所配置的溶液及化学添加剂混合，发生反应，将沥青油矿中的矿物质溶解，从而达到将沥青油与矿物颗粒分离的目标。分离后的沥青油经过后续加工处理，进一步除去夹带的水分和固体颗粒，得到干净的沥青油产品；而过程所产生的废液和矿物质沉淀则进行分别回收处理，最终实现无害化排放。这不仅有效的将沥青油从矿中提取出来，而且极大的节约能源，实现常温萃取或回收沥青油的节能、减排生产目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种富含碳酸盐油砂矿的连续分离回收的方法和系统，属于化工分离及反应工程
，具体涉及破碎、反应、沉降、过滤、蒸馏、结晶等方法。
技术介绍
沥青油矿(如，油砂、油页岩、落地油、油泥等)是一种由沥青油(或沥青)、沙粒、粘土和少量水组成的复杂混合物。因其处理巨大，已逐渐成为一种后备的石油资源。以油砂为例，其探明储量约占现存石油资源总量的三分之一左右，现有技术可采储量约为6510亿桶，主要分布在加拿大、委内瑞拉、美国、俄罗斯、印尼和中国等地，是一种很有潜力的石油替代能源。油砂的开采依据其自身理化性质及地质条件可以分为露天开采和原地开采。对于加拿大的水润型油砂，当矿产埋藏深度小于75米时，工业上主要采用热碱水洗工艺对油砂进行分离；而当油砂矿埋藏深度大于75米时，则采用原地开采方法，如向地底层注入热蒸汽、热溶剂等等。然而，对于油润性油砂，如美国犹他州油砂、印尼油砂及中国新疆油砂则无法有效的利用热碱水洗的工艺对油砂沥青进行分离。为此，诞生了不少其他新型技术，如溶剂萃取技术(CN 101274303A，CN 101544902A，CN102925190 A，US 3117922(1964)，US 3392105(1968)，US 4046669(1969)，US 4046668(1977)，US 4036732(1977)，US 4347118(1982)，US 4498971(1984)，US 4929341(1990))、热裂解技术(CN103289715A，CN104087329A)、微生物发酵技术等等。这些技术都有各自的优点，比如，溶剂萃取技术具有萃取率高、萃取过程不需要水的参与、可常温下操作、溶剂可循环使用等优点；热裂解技术可以实现沥青油萃取与炼油集成处理，减少了工艺过程；微生物发酵技术可以实现温和的提油过程等等。然而，它们又都伴随着各自的缺点，如溶剂萃取后残砂固体中的溶剂回收问题及溶剂泄露的环境问题，热裂解过程中能耗过高的问题，微生物发酵的稳定性及规模化问题，这些都使得上述技术在工业化过程当中遇到各种阻力，导致其最终未能在工业上实现规模化使用。从矿物组成上而言，与沥青油矿共生的矿物质分为硅酸盐为主的共生矿物质，或以碳酸盐为主的矿物质。上述各类研究以针对富含硅酸盐的沥青油矿，典型的如加拿大油砂。而对于碳酸盐类型(富含碳酸钙等)的沥青油开采还比较少，主要是由于此类型的沥青油一般与矿物质具有较强的作用力，而使得水洗法效果不
佳。采用酸洗法处理此类沥青油矿，可以有效的将其中的矿物质组分溶解，而不影响沥青油的质量，能较好的起到高效提油的效果。然而，该技术面临的一个重要问题是：生产过程中有大量的废液产生，废液中含有丰富的钙盐、铁盐等物质。因此，在开采过程中解决废水问题也是一个主要的技术难题。由此可见，运行成本及环境问题是目前沥青油矿开采，尤其是油润性碳酸盐类油砂的关键技术问题。为此，本专利技术专利将主要针对上述问题，提出一种处理富含碳酸盐矿物质的沥青油矿的分离方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低成本、高效、节能，可以用于处理富含碳酸盐矿物质的富含碳酸盐油砂矿的连续分离回收的方法和装置。本专利技术实现目的的技术方案如下：一种富含碳酸盐油砂矿的连续分离回收的方法和系统，步骤如下⑴油砂矿物先经过粉碎装置粉碎，再与酸溶液混合反应，得到含有沥青油泡沫、气体、溶液、残渣混合物；⑵沥青油泡沫经过除气过程后，采用溶剂稀释，并将稀释后的混合物送入固液分离系统进行固液分离，获得溶剂-沥青油混合物清液、油水乳液及固体沉淀；⑶所得溶剂-沥青油混合物清液进入溶剂回收系统将溶剂回收，同时获得沥青油产品；油水乳液及固体沉淀则进入酸洗反应装置进行反应分离，再次回收剩余的沥青油；在酸洗反应装置中回收沥青质及少量固体颗粒混合物，单独采出；⑷上述过程中产生的废液及固体沉淀经过过滤、反应、结晶过程分别回收其中的矿物盐成分；⑸上述酸洗、过滤过程产生的沉淀合并采用碱液进行处理后重复使用。而且，所述步骤⑴中与沥青油矿混合反应的酸溶液为乙酸、硝酸、盐酸、氢碘酸、氢溴酸、甲酸等的一种或几种的混合物，且酸溶液pH值大于0.1摩尔每升。而且，所述步骤⑴中的混合反应装置为多级并联交替连续式操作混合反应器。而且，所述步骤⑵中固液分离系统包括1～3级的液固重力沉降系统和1～3级的离心式分离系统。而且，所述步骤⑵中所加入的溶剂为庚烷、戊烷、己烷等饱和链烃溶剂的一种或多种，加入量为沥青油泡沫质量的0.5～5倍。而且，所述步骤⑶中的酸洗液为步骤⑴酸洗液的一部分或新鲜的酸洗液，酸洗后所得上层油相回收至固液分离系统。7、根据权利要求1所述的富含碳酸盐油砂矿的连续分离回收的方法，其特征在于：所述步骤⑷中可以是依次过滤、反应、过滤、结晶，或者是依次为反应、
过滤、结晶的操作。而且，所述步骤⑷中反应过程是加入碱液进行中和反应和沉淀反应，所加入的碱液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、石灰水等碱性溶液，当溶液pH大于5时停止加入碱液。而且，所述步骤⑷中结晶过程为蒸发结晶过程，包括溶液浓缩、结晶、固液分离、干燥等操作。一种富含碳酸盐油砂矿的连续分离回收的方法和系统，具体包括破碎装置、混合反应装置、除气装置、固液分离装置、蒸馏装置、酸洗装置、过滤装置、中和反应装置、结晶装置及各种物料输送设备及管道设备；破碎装置物料出口连接混合反应装置，混合反应装置还制有液体物料进口，液体物料进口连接酸液储罐，混合反应装置分别制有气体出口、泡沫出口、液体出口以及固体残渣出口，泡沫出口连接泡沫除气装置，液体出口连接酸洗反应装置，固体残渣出口连接残渣净化装置，泡沫除气装置连接固液分离装置，在连接管道上制有溶剂加料口，加入溶剂，固液分离装置上部的油相出口连接溶剂回收装置，溶剂与脱气后的泡沫一起进入固液分离装置，固液分离装置的上部油相出口连接溶剂回收装置，溶剂回收装置回收溶剂后剩余的沥青油排出后去油品精炼；固液分离装置下部的液体和固体出口连接酸洗反应装置，进行再次酸洗，酸洗后的上层油相返回固液分离装置，部分固体沥青质沉淀单独采出，下层的液体和固体出口连接过滤装置入口，过滤装置固体残渣出口连接残渣净化装置，过滤装置液体出口连接中和沉淀单元，中和沉淀单元下部制有沉淀出口，中和沉淀单元液体出口连接结晶装置。本专利技术的独特之处有如下几点：1、本专利技术采用酸溶液与富含碳酸盐的重质油矿进行混合反应，原料方便易得，操作简单，常温操作，效率高，降低了成本；2、本专利技术沥青油泡沫处理过程中，对乳液和固体沉淀采用酸洗法处理，可以很好的回收溶剂和油，大大减少了由于溶剂或油外排导致的环境问题；3、本专利技术对混合反应系统和酸洗系统产生的溶液及固体沉淀，采用过滤、中和、沉淀及结晶的方式处理，有效的回收矿物中的各种有用成分，使得过程无害化排放，降低了环保处理成本，提高了经济效益。附图说明图1.一种富含碳酸盐油砂矿的连续分离回收的方法和系统流程图物料编号：1.富含碳酸盐沥青油矿；2.粉碎后的沥青油矿；3.酸溶液Ⅰ；4.气体Ⅰ；5.沥青油泡沫Ⅰ；6.酸溶液Ⅱ；7.固体残渣；8.气体Ⅱ；9.沥青油泡沫Ⅱ；10.新鲜溶剂；11.稀释后的沥青油泡沫；12.溶剂-沥青油混合物；
13.固体-溶液混合物；14.沥青油产品本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种富含碳酸盐油砂矿的连续分离回收的方法和系统，其特征在于：步骤如下⑴油砂矿物先经过粉碎装置粉碎，再与酸溶液混合反应，得到含有沥青油泡沫、气体、溶液、残渣混合物；⑵沥青油泡沫经过除气过程后，采用溶剂稀释，并将稀释后的混合物进入固液分离装置进行固液分离，获得溶剂‑沥青油混合物清液、油水乳液及固体沉淀；⑶所得溶剂‑沥青油混合物清液进入溶剂回收装置将溶剂回收，同时获得沥青油产品；油水乳液及固体沉淀则进入酸洗反应装置进行反应分离，再次回收剩余的沥青油；在酸洗反应装置中回收沥青质及少量固体颗粒混合物，单独采出；⑷上述过程中产生的废液及固体沉淀经过过滤、反应、结晶过程分别回收其中的矿物盐成分；⑸上述酸洗、过滤过程产生的沉淀合并采用碱液进行处理后重复使用。
【技术特征摘要】
1.一种富含碳酸盐油砂矿的连续分离回收的方法和系统，其特征在于：步骤如下⑴油砂矿物先经过粉碎装置粉碎，再与酸溶液混合反应，得到含有沥青油泡沫、气体、溶液、残渣混合物；⑵沥青油泡沫经过除气过程后，采用溶剂稀释，并将稀释后的混合物进入固液分离装置进行固液分离，获得溶剂-沥青油混合物清液、油水乳液及固体沉淀；⑶所得溶剂-沥青油混合物清液进入溶剂回收装置将溶剂回收，同时获得沥青油产品；油水乳液及固体沉淀则进入酸洗反应装置进行反应分离，再次回收剩余的沥青油；在酸洗反应装置中回收沥青质及少量固体颗粒混合物，单独采出；⑷上述过程中产生的废液及固体沉淀经过过滤、反应、结晶过程分别回收其中的矿物盐成分；⑸上述酸洗、过滤过程产生的沉淀合并采用碱液进行处理后重复使用。2.根据权利要求1所述的富含碳酸盐油砂矿的连续分离回收的方法，其特征在于：所述步骤⑴中与沥青油矿混合反应的酸溶液为乙酸、硝酸、盐酸、氢碘酸、氢溴酸、甲酸等的一种或几种的混合物，且酸溶液浓度大于0.1摩尔每升。3.根据权利要求1所述的富含碳酸盐油砂矿的连续分离回收的方法，其特征在于：所述步骤⑴中的混合反应装置为多级(2～5级)并联交替连续式操作混合反应器。4.根据权利要求1所述的富含碳酸盐油砂矿的分离回收的方法和系统，其特征在于：所述步骤⑵中固液分离装置包括1～3级的液固重力沉降装置和1～3级的离心式分离装置。5.根据权利要求1所述的富含碳酸盐油砂矿的连续分离回收的方法，其特征在于：所述步骤⑵中所加入的溶剂为庚烷、戊烷、己烷等饱和链烃溶剂的一种或多种，加入量为沥青油泡沫质量的0.5～5倍。6.根据权利要求1所述的富含碳酸盐油砂矿的连续分离回收的方法，其特征在于：所述步骤⑶中的酸洗液为步骤⑴酸洗液的一部分或新鲜的酸洗液，酸洗后所得上层油相回收至固液分离装置。7...
【专利技术属性】
技术研发人员：李研，程婧，
申请(专利权)人：天津海威欧能源科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：天津;12
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