[发明专利]一种富含碳酸盐重质油矿的高效分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种富含碳酸盐重质油矿的高效分离方法，属于化工分离及反应工程技术领域，具体涉及破碎、浮选、反应、沉降、循环等方法。

背景技术

重质油矿(如，油砂、油页岩、落地油、油泥等)是一种由重质油(或沥青)、沙粒、粘土矿物质和少量水组成的复杂混合物。因其储量巨大，已逐渐成为一种极具潜力的石油替代资源。以油砂为例，其探明储量约占现存石油资源总量的三分之二左右，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。

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、萃取过程不需用水、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重质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，它们又都伴随着各种不足，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。

由此可见，运行成本及环境问题是目前重质油矿开采，尤其是油润性油砂，的关键技术问题。为此，本发明专利将主要针对上述问题，依据重质油矿的本身理化性质和结构，提出一种处理富含碳酸盐矿物质的重质油矿的分离方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本、高效、环保、节能，可以用于处理富含碳酸盐矿物质的重质油矿，如油砂、页岩油、落地油、油泥等，的分离方法。该方法不仅可以将重质油矿中的油提取出来，而且可以回收其中的矿物质有用成分，实现绿色生产过程。

本发明实现目的的技术方案如下：

一种富含碳酸盐重质油矿的高效分离方法，富含碳酸盐重质油矿与酸溶液在混合槽内进行混合并反应，得到重质油泡沫、矿物颗粒、气泡及水的泡沫混合物、钙盐溶液及固体残渣。

而且，所处理的重质油矿为富含碳酸盐矿物质的重质油矿，油砂、油页岩、落地油、油泥。

而且，碳酸盐含量不低于原矿中矿物质含量的10％。

而且，所述重质油矿为直接原料或者经过粉碎机粉碎至粒径10厘米以内。

而且，与重质油矿混合反应的酸溶液为一元有机酸或无机酸的一种酸或者几种酸的混合液，且酸溶液pH值不大于2。

而且，所述一元酸为氢氟酸、乙酸、硝酸、盐酸、氢碘酸、氢溴酸、甲酸、氯酸中的至少一种。

而且，所述的混合反应温度为5～95℃；混合反应时间为2小时以内；混合方式为搅拌、超声、微波等。

而且，反应所获得的固体沉淀物为富含二氧化硅及硅酸盐等矿物质的集合。

一种富含碳酸盐重质油矿的高效分离方法，步骤如下：

⑴富含碳酸盐的重质油矿经粉碎装置粉碎后形成粉碎后的重质油矿，由物料输送机送至混合反应装置中与酸溶液进行混合反应，形成液固混合浆液；

⑵反应后的浆液输送至浮选装置进行浮选分层；二氧化碳气体排出，上层的重质油泡沫由上出口排出，底部的固体沉淀物排出处理，中间的溶液一部分采出，一部分循环使用。

本发明的独特之处有如下几点：

1、本发明采用矿物分类的方法选择适当的分离技术对重质油矿物进行分离，不仅能有效降低分离难度，而且可以在能耗、环保方面得到有效改进和突破，降低成本；

2、本发明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，降低了成本；