[发明专利]用芳香胺从油砂中提取沥青的方法

说明书

本发明涉及一种改进的从油砂中回收沥青的方法。所述油砂可以经地表开采并输送到处理区域，或可以通过对位置太深而不能露天开采的油砂沉积物进行原位加工来直接处理。具体来说，本发明涉及用芳香胺处理油砂的步骤。

技术领域

本发明涉及从油砂中回收沥青。更确切地说，本发明[是一种通过地表开采或原位回收来从油砂中回收沥青的改进方法。所述改进是使用芳香胺作为沥青回收方法中使用的水和/或蒸汽中的提取助剂。

背景技术

世界各地都发现有油砂沉积物，但最突出的是加拿大、委内瑞拉以及美国。这些油砂含有大量重油沉积物，通常称为沥青。来自这些油砂的沥青可以被提取并精炼成合成油或直接精炼成石油产品。处理沥青的困难在于其通常非常粘稠，有时与其说其是液体不如说是固体。因此，沥青通常不会像粘度较低或轻质原油那样流动。

由于沥青的粘稠性质，其不能像轻质原油那样从钻入油砂的井中产生。这是因为沥青在不首先加热、稀释和/或升级的情况下根本不流动。由于普通油钻探实践不足以产生沥青，因此在过去几十年已研发出若干方法以提取并且加工油砂以去除沥青。对于油砂的浅沉积物，典型的方法包括表面提取或开采，随后进行油砂的后续处理以去除沥青。

表面提取方法的开发已最广泛地出现在加拿大的阿萨巴斯卡(Athabasca)油田。在这些方法中，油砂通常经由露天开采(strip mining/open pit mining)用拉铲挖掘机、斗轮式挖掘机以及最近的铁铲和卡车操作来开采。然后将油砂输送到一设备中进行加工并从砂中去除沥青。这些方法通常涉及某种类型的溶剂，最常用的是水或蒸汽，但也已经使用其它溶剂，如烃溶剂。

在挖掘之后，在阿萨巴斯卡油田中通常使用热水提取方法，其中油砂与水在约35℃至75℃范围内的温度下混合，其中新近改进使所需温度降低到所述范围的下部。可将提取剂，如氢氧化钠(NaOH)、表面活性剂和/或空气与油砂混合。

向油砂中添加水来产生油砂浆料，可向其中添加如NaOH的添加剂，随后通常经由管道将其输送到提取设备。在分离容器内，搅动浆料并且水和NaOH从油砂中释放沥青。夹带有水和NaOH的空气附着到沥青，使沥青漂浮到浆料混合物的顶部并产生泡沫。进一步处理沥青泡沫以去除残留的水和细粒，其通常是小砂和粘土颗粒。然后将沥青储存用于进一步处理或立即处理，以化学方式或与轻质石油产品混合，并通过管道输送用于升级成合成原油。令人遗憾的是，这种方法不能用于更深的焦油砂层。对于在井生产中回收深层油来说，原位技术是必需的。据估计，约80％的阿尔伯塔(Alberta)焦油砂和几乎所有的委内瑞拉焦油砂都处在地表下太深的位置而无法使用露天采矿。

在井生产(称为原位回收)中，蒸汽吞吐(Cyclic Steam Stimulation，CSS)是常规“吞吐”原位方法，其中将蒸汽在250℃至400℃的温度下注入井中。蒸汽上升并加热沥青，降低其粘度。使井静置数天或数周，并且随后将混合有冷凝蒸汽的热油泵出，持续进行数周或数月的时间。随后重复所述过程。令人遗憾的是，“吞吐”方法要求将场地关闭数周以使得可泵送的油积聚。除了注入蒸汽的高成本之外，CSS方法通常产生20至25％的可用油回收率。

蒸汽辅助重力泄油(Steam Assisted Gravity Drainage，SAGD)是另一种原位方法，其中在焦油砂中钻两个水平井，一个位于地层底部，另一个位于其上方五米处。所述井从中心垫组钻出。这些井可向各个方向延伸数英里。将蒸汽注入上部井中，从而使沥青熔化，沥青随后流入下部井中。随后将所得的混合有冷凝蒸汽的液体油泵送到地表。可用油的典型回收率为40％至60％。

原位方法的难题包括低回收率和高能量以及水需求。此外，基于蒸汽的方法对于具有低最大操作压力的浅层储层或具有薄产层的储层来说并不节能。