[发明专利]油砂的水洗法分离方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及石油领域的一种油砂分离方法，尤其是油砂的水洗法分离方法，以及应用该方法的分离系统。

背景技术

油砂，又称沥青砂或焦油砂，是一种含有沥青或焦油的砂或砂岩，属于非常规石油资源。其主要是由油砂油和矿砂组成，其中还有一部分水和其他杂质。不同地区的油砂性质差异较大，主要表现在三个方面：一方面是油砂中的油和砂之间是否存在水膜，另一方面是含油量的高低，第三方面是砂岩的组成成分差异，根据这三方面的差异，现有油砂可分为水润性油砂、中性油砂和油润性油砂。其中，水润性油砂砂岩以石英砂为主，砂和油之间含有一层水膜，以加拿大油砂为代表；油润性油砂含油量较高，砂岩以碳酸钙为主，砂和油紧密接触，油分离后的砂粒比较小，以印尼油砂为代表，其含油量平均高于25％、砂粒直径小于10微米的占90％以上；中性油砂介于水润性油砂和油润性油砂之间，砂粒的部分表面直接被油包覆，部分表面与油之间由水膜分隔。

针对水润性油砂，已经开发出利用热碱水对油砂进行分离的水洗法分离方法，该方法已经广泛应用于工业化生产，并且该方法还可用于对中性油砂的分离处理。

针对油润性油砂的油砂分离则还处于研发当中。研发时，人们尝试的分离方法包括溶剂法和裂解法。其中，溶剂法是使用有机溶剂将油砂中的油萃取抽提，裂解法是将油砂油加热裂解进行提取。但是，不论是溶剂法，还是裂解法，都存在工艺流程复杂、设备投资巨大、生产成本及环保要求高等缺点，而无法适于工业化生产。

因此，研制出适当的分离方法应用于油润性油砂的油砂分离处理，尤其研制出能够适用于各类油砂的油砂分离方法，成为科研人员需要攻克的难题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的首要目的在于提供一种油砂水洗法分离方法，同时，本发明还进一步提供实施该方法的分离系统。

为实现上述目的，本发明的一种油砂的水洗法分离方法，包括以下步骤：

(1)首先将油砂原料粗破碎成粒径不大于10厘米的块状油砂，再加入占油砂原料质量10-100％的工艺水、占油砂原料质量0.5％-15％的水性分离剂和占油砂原料质量0-80％的稀油，然后对混合物料进行加热，使油砂在混合溶液中松散并与混合溶液进行充分混合；

(2)在保温状态下，补充工艺水稀释步骤(1)得到的物料，用以提高油砂的分离效率，随后利用已知分离槽对物料进行一次油砂分离处理，得到一次油和一次余料，工艺水补充量根据油砂分离效率确定；

(3)利用已知气浮工艺对所述一次余料进行气浮分离处理，气浮分离出的油送到步骤(2)进行处理，余下的物料进行水砂分离，将分离出的砂排放，分离出的水作为工艺水循环利用。

进一步，所述水性分离剂为包含有按质量计的0-15％碱、0.05％-30％多聚磷酸钠、0.0001％-5％OP乳化剂、0.03％-50％水溶性硫酸盐的水溶液，所述稀油为比重及粘度均小于油砂油的油类产品。

进一步，所述碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾，所述水溶性硫酸盐为硫酸钠和/或硫酸钾。

进一步，所述稀油包括柴油馏分、溶剂油、石油C9馏分、石油C10馏分、催化裂化回炼油、减压馏分油和油浆中的至少一种。

进一步，所述步骤(1)中对物料的加热温度为60℃以上。

进一步，利用已知沉降工艺对所述步骤(2)一次油再次进行油砂分离处理，得到所需的油料，余下的物料送回步骤(2)中的分离槽；所述沉降工艺包括至少一次自然沉降和/或至少一次电沉降。

进一步，所述步骤(3)中的气浮分离也可在所述的步骤(2)中实现。

进一步，在所述一次余料经所述步骤(3)处理之前，首先对一次余料按砂的粒径进行分离处理，从中分离出粒径大于等于30μm的粗砂，余下的物料按步骤(3)进行处理，所述粗砂经松解成粒径小于30μm的细砂，再按步骤(3)进行处理。

进一步，所述水砂分离处理具体包括：首先利用已知自然沉降工艺将物料进行初步分离，然后再利用已知液固分离设备对分离出部分水后的余料再次进行分离；两次分离出的水作为所述工艺水循环利用，液固分离设备分离出的砂排放。

进一步，在进行所述水砂分离处理时，通过在所述自然沉降工艺和/或所述液固分离设备中加入纯水，对物料中的砂做进一步洗涤，以便使物料中的水性分离剂得到尽可能充分回收，同时，实现对所述工艺水总量的补充。