[发明专利]从油砂中提取沥青的组合物和方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求于2004年9月27日提交的临时专利申请60/613,443 的优先权。

技术领域

本发明涉及一种化学组合物和使用该组合物从油砂矿床中分离 沥青的方法。

背景技术

油砂是主要由砂子、水和沥青或其它类似碳氢化合物组成的地下 矿床。沥青是重质、粘稠的原油碳氢化合物。美国和加拿大的油砂矿 床占数千亿桶的探明石油储量资源。全球还存在有其它数十亿桶的探 明油砂储量。

尽管许多油砂矿床的所在地是已知的，但是经济的提取沥青油的 方法尚难以找到。传统上石油加工厂致力于找到更有效、更经济方式 将沥青从油砂中除去，使沥青可以得以进一步加工，形成汽油和柴 油。沥青采矿的现有技术包括使用表面活性剂、苛性剂和溶剂溶液。 该技术在加拿大Athabasca地区尤其有益，理论上是因为该地区的某 些油砂分子被包封在水分中。据信水分使采矿技术可以从基质中分离 出油。但是，已经发现全球其它地方的油砂矿石并没有类似的水分特 性。因此，在其它地区使用该采矿法的尝试均无法提取石油。而且， 使用加拿大现有的技术十分昂贵，而且尤其是因为产生有害的废物流 并排放温室气体，导致了环境方面的忧虑。

因此，需要开发一种从油砂中去除沥青的技术，该技术表现出的 提取效率提高、环境损害降低，而且可以用于产自各个地方的砂。而 且，需要一种高效、经济上有效的回收技术，以使从油砂矿床中最大 化去除沥青和其它类似烃油。而且，需要采用简单或现存的设备从油 砂中回收沥青。而且，需要一种可加入到油砂矿床中以便在不导致与 油砂组分过度反应或不损坏沥青的情况下回收沥青的组合物。

发明内容

本发明有利地满足了一个或多个这些需求，提供从油砂矿床中分 离沥青的组合物和方法。

本发明包括一种具有有机化学品的化学组合物，其可用于促进从 油砂中分离一种或多种构成组分。该化学组合物可以用于从油砂矿床 中回收沥青以及类似应用。本发明还包括使用该化学组合物从油砂中 回收沥青和类似烃油的方法。该化学组合物包括混合在水性载体溶液 中的过氧化物和一种或多种添加剂化合物。添加剂化合物优选为含氮 化合物、醇化合物或这二者的组合。水性载体溶液具有足够的体积， 可经操作以将过氧化物和添加剂化合物中的至少一种分散在水性载 体溶液中。过氧化物和添加剂化合物基本上遍及载体流体分布，化学 组合物的浓度优选为有效促进将油砂分离成至少沥青相和砂相的 量。尽管不需要加热，但是稍稍升温显示出积极的效果。在优选的实 施方案中，将油砂和化学组合物的温度升高至大约80至160。化 学组合物优选为非腐蚀性、非反应性、无毒且不可燃的。

在优选的实施方案中，可用于本发明化学组合物的醇含有大约1 至大约8个碳原子。醇优选为非芳香性的。更具体地，含有1至4个 碳的醇特别有用，即，甲醇、乙醇、丙醇和/或丁醇。在丙醇当中，特 别优选异丙醇。醇的量优选为化学组合物的大约4-24体积％。

在本发明的化学组合物中，优选的载体溶液是水。该溶液还可以 是淡水或盐水。优选水性载体溶液。在优选的实施方案中，仅有一种 载体溶液，其基本上全是水。载体溶液的量优选为化学组合物的大约 76-94体积％。

化学组合物的含氮化合物优选为氨或氢氧化铵，其存在量为化学 组合物的大约2-8体积％。在优选的实施方案中，过氧化氢的存在量 为化学组合物的大约0.15-1.5体积％。

本发明包括从位于地下油脉矿床等的油砂中回收沥青的方法。本 发明的方法包括使用液力喷射(hydrojet)向地下矿床中加入量能有 效地显著提高从油脉中回收沥青的化学组合物。本发明还包括从油砂 样品中回收沥青的方法，该油砂样品取自地下矿床。本发明的方法包 括向大桶或类似物中加入油砂样品，以及向油砂中加入化学组合物， 其量可有效地基本上将沥青从油砂中的剩余组分中分离出来。批量处 理、连续处理或连续批量处理都是合适的。

附图说明

因此，参考所附形成本说明书一部分的附图中说明的本发明实施 方案，可以对上文概述的本发明进行更具体的说明，由此更详细地理 解本发明的特征、优势和目的，以及其它显而易见的内容。但是，应 当认识到，附图仅说明了本发明的优选实施方案，因此不应被视为对 本发明的范围进行限制，因为其可容许其它等同有效的实施方案。

图1是典型的油砂地区中的地下沥青矿脉和表面轮廓。