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内蒙古扎赉特旗油砂分离87753871

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内蒙古 扎赉特旗 油砂 分离 87753871
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第】8卷第4期2005年12月石油化工高等学校学报 8 N(,4005文章编号:1006—396x(2005)04—003l 04内蒙古扎赉特旗油砂分离董知军,刘立平, 王蓉辉, 曹祖宾”,李丹东(辽宁石油化工大学石油化工学院,辽宁抚顺113001)摘要:研制用于内蒙古扎赉特油砂的分离,考察加热时间、温度、清洗荆质量分数等因素对油砂分离的影响,比较1吼系列清洗剂对油砂的分离效果,并对分离的产品作简单的性质分析。结果表明,在适宜的温度(80~85℃)、适当的加热时间(15~20 清洗荆质量分数为7%~荆砂体积比为l:洗剂的过量和清洗刺浓度的过高都不利于油砂的分离。关键词:油砂;清洗剂;石油沥青质中圈分类号:献标识码:石油、煤炭一样是一种矿藏资源,是提炼石油类产品和修建柏油路面优选材料。北美地区分布最广,加拿大是目前世界上最大的地面“油砂”开采国,据预计,到2叭0年由油砂生产的原油产量将占加拿大石油产量的一半以上,并占北美地区石油供应的相当份额。据测算,加拿大艾伯塔省北部油砂可采资源达400亿吨,其中近80%需借助蒸气重力排出技术回收,油砂分离技术比较成熟。中国新疆地区从清末开始就有人将油砂挖出来用大锅熬石蜡和黑油,后来有人炼出了煤油和汽油。由于中国“油砂”分布较少,所以对“油砂”的开采没有引起重视。目前,内蒙古自治区兴安盟扎赉特旗图牧吉地区发现“油砂”,储量约2 500万吨。油砂层稳定,含油饱满或较饱满、均匀,油矿层呈板状、糖粒状或如黑褐色板状油砂层,经样品测试分析含油率为15 21%~15.31%,厚1.2~2 0 m;黑褐色糖粒状油砂层,厚5~8 m,含油率为19.38%~19.53%,局部达到26 37%~27%。发热量8372~13 395 kJ/的油砂层厚度3~8 m,一般埋深5~8 m,最大埋深10~12 m。开发这一自然资源,要用到国外的蒸汽辅助重力排出技术,国内技术还不成熟;而且储量不大,投资难以收回。用原始的收稿日期:2005—05—30作者简介:董知军(1979),男,四川大竹县,在读硕士。基金项目:内蒙古自治区科技计划项目(2005176)。*通讯联系人。大锅熬,效率低,燃料消耗太大,没有效益。油砂中的原油化学组成极其复杂,主要为稠环芳烃及大分子烃类,胶质、沥青质含量高。由于其粘度高、分子量大,导致它们流动性及互溶性差,因而极易沉积,吸附在所接触界面上,针对重油及稠油与泥砂分离这一难题,开发研制了油砂清洗剂,主要用于油砂、油泥的分离。油砂清洗剂是由多种渗透性极强的表面活性剂及化学试剂复配而成。该油砂清洗剂与水混合形成水性试剂,与一定量的油砂混合,加热升温到75~85℃,在静止状态下,保持10~20 到油砂分离的目的。分离出的原油微乳液经过沉降破乳,得到燃料油,分离出来的水性试剂循环使用,无二次污染。l 试验部分1.1实验及仪器油砂分离中主要采用的是加热搅拌釜和离心分离装置。。在对分离产品性质分析时主要用到J,海仪器厂)、元素测定仪(o 连智能仪器厂)。1.2试剂清洗剂是由多种渗透性极强的表面活性试剂、助剂等按适当比例与水复配而成的。万方数据石油化工高等学校学报 第18卷1 3油砂来源内蒙占自治区兴安盟扎赉特旗罔牧吉地区油砂矿。1 4油砂分离方法清洗剂和油砂按适当比例洮合并置于加热搅拌釜加热,控制适当的温度和加热时间,在油与砂充分剥离后,剂砂油混合物进入离心分离装置分离,其流程图如图1所示。耵k 00行了恩氏蒸馏、基本元素分析、族组成分析以及残炭、灰分的测定。2 结果与讨论2.1试剂种类的比较和筛选将多种渗透性板强的表面活性试剂、助剂等按小问比例复配得到单一的碱液一并应用于油砂分离测试,测试结果如罔2所示。在温度较低的情况下,几种清洗剂的分离效果都不理想,当温度升高到80~85℃时,加入试剂的式样的出油率明显高于其它两式样,达到90%左右,而加入单一碱液的式样出油率仅在65%左也。当温度升高到95℃甚至更高叫,4种式样的出油率相当。由此可知,单一的某成分对油砂分离有一定效果的,但是,要达到高效、快速分离的目的,多种成分的复配,仍然是较好的选择.这土要可能足在多种成分的复配清洗剂中,不仅各成分对油砂的分离起作用,而且各种成分之问也都有着协同作用。如表面活性剂与戚复配有高的界面活性,而其它助剂可以减少表面活性剂和碱的损耗,同时碱可‘1砂中钙镁离子反应而保护表面活性剂、助剂等。2.2反应温度的影响在恒定加热时间为2()洗剂质量分数为7 c‰的条件下,分别考察70~75,75~80,80~85,85~9()果如图3所示。当温度在70~75℃时就开始出油,在保持该温度20“在同样条件下,考察75~80℃和80~85℃两温度段,其出油率分别达到83%和90%附近,在温度达到85~90℃时油砂的出油率已经无明显升高趋势,当温度高到90~95℃时,不但出油率没有大的变化,而且试剂中的水已经开始汽化。温度对油砂分离产生上述影响可能是由于在较低温度下,油砂中的石油沥青等粘度较大的组分不仅与砂结合得比较紧密,而且石油沥青等组分本身在低温下疏水性也相当强,所以油砂中石油沥青等难以从砂中进入水相而分离,当温度达到一定的程度时,石油沥青等组分粘度下降,并在石油沥青中的环烷酸与清洗剂的组分反应生成的环烷酸盐的乳化作用下,表面张力急剧下降,再加之连续搅拌的水力作用,石油沥青就可以从砂中完全剥离。另外温度的升高还有利于提高砂与石油沥青之间的电负性,增大它们之间的排斥力[卜2I。羁缓。餐㈨温度/℃ H们Ⅱ加热时间的影响在加热温度为80℃,清洗试剂质量分数为7%~10%的条件下,加热时问对油砂分离的影响如图4所示。当恒温lO 油率较低,大部分石油沥青仍与砂结合为一体,当加热时间达到15 加热时间到达20 知军等内蒙古扎赉特旗油砂分离时,油砂出油几乎停滞。时间达到25~30 砂分离的效果已经无明显变化,油砂中出油率也恒定在92%左右,即加热时间在20 讣童书加热时间/nⅡ 11le 清洗剂的影响2 4.1 清洗剂量的影响 在清洗剂质量分数为7%和加热温度为80℃的条件下,考察不同剂砂比的出油率和产品含砂率,结果如表清洗剂质量分数一定,温度恒定的条件下,清洗剂量的改变对油砂的分离效果影响甚小,但是对分离出的沥青质产品的含砂率有一定的影响。表1剂砂比改变对油砂分离的影响帅0il 知,并非清洗剂的量越大,对分离越有利,出现这一现象的主要原因可能足清洗剂量的适当或者过量都町以使油砂相互剥离,但其产品含砂率却不同。当清洗剂量适当时,在搅拌加热过程中卷入大量空气于油砂和水相中,并在加热的情况下产生气泡,而气泡的鼓吹作用不仅对油砂分离的影响甚大,而且能使部分因含少量的砂而略重于水的石油沥青中的砂脱落,从而漂浮于水面。形成油砂自动分离的局势,而当清洗剂过量时由于试剂早已没过油砂,即使在搅拌时也无法使油砂与空气接触,或者是接触不够,充气量相当有限.几乎无’吹作用减弱,因而分离产品含砂率较高3。2 4 2清洗剂质量分数的影响 考察清洗剂质苗分数为4%,7%,1【)%,14%时出油率和产品回收率变化,结果如表2所示。当质量分数为4t%,j]【_=榭品度为80℃,加热时蒯保持20 m;砂的分离效果不理想。当质量分数达到7%,油砂分离的效果较理想,其中的油砂的含油率比较低,当质鼙分数达到10%叫,油砂出油率儿乎没有再提高,而且无论在加热时间还是在加热温度方面,5』质疑分数为7%叫相比也无明显改善。当质量分数达到14%甚至更高时仍无明显变化,由此可知清洗剂质量分数对油砂分离有影响,但并不是成严格的正比关系,相反当质量分数过高时回收产2清洗剂质量分数对油砂出油率和产品回收率的影响 1me of m of of㈣际就是油砂是台觅分与清洗剂中的有效成分反应,在清洗剂浓度较低时,由于没有达到充分反应,汕砂中的雨组分仍然存在于砂中难以分离,当试剂浓度过高时,反应虽然完全,油砂也已经从砂中剥离,但足分离出的产以分离,造成产品回收率下降。2 5产品性质分析【3。81产品经过脱水、脱砂等处理后进行元素分析,族组成分析、馏程、残炭以及灰分测定,结果弛表3。『臼表3的产品分析数据可知,分离产品碳氰舍量均低于大庆原油和辽河原油,H/.7刚介J。大庆油与辽河汕之间,硫含量高于大庆原批、饱和分和胶质含量比较高,芳香分相对较低,沥青质含量比大庆减压渣油的沥青质含量高,产品轻组分较少,残炭、灰分较高。万方数据石油化工高等学校学报 第18卷表3分离产品性质分析 f al,n c㈣g l ]996,7s(2):220—226Q【嘶, J 995,74(12):1858一王864I】of n【J J.995,74(8):1150 1155s, of ]998,2晒,20l 203ac。b}L A ].996.18Z:82—94H()新),h【翔华)by 用微生物提高采油率)[J]of“of 宁石油化工大学学报),2∞4,24(1):43 46xi。世雄)石油炼制工程[M](第3版)北京:石油工业出版社,20001hu p吣,11of py—of f]995,74(8):1191一儿93()(上接第26页)[8][9][10]c H,s T m【)【jd;t∞1p【珊n a”] 99l,37:567—574., G,MⅢ.mI of a pr。of J 1119,2001,25:409 418圣东)of feⅡ原胶发酵的动力学模型及过程模拟)[J](学反应工程与工艺),1992,8(2):149 156()董知军, 刘立平, 王蓉辉, 曹祖宾, 李丹东, 辽宁石油化工大学石油化工学院,辽宁,抚顺,113001刊名: 石油化工高等学校学报英文刊名: F (期): 2005,18(4)引用次数: 13次参考文献(8条) 996(02) in 995(12) of in 995(08) A of A of on 用微生物提高采油率[期刊论文]004(01)油炼制工程 of 995(08)相似文献(4条)酸钡锶垢清洗剂油田化学2001,18(3)研制了由一种可溶解硫酸钡的配方物及各种添加剂组成的水溶性液体清垢剂度≥1.2 g/积分数)的增加,单位体积的溶解量(溶垢能力)下降,最佳使用浓度为10%最佳使用温度为40℃;在各种难溶盐中,次是硫酸锶, m2*h(45℃,72 h)60 厚一般5厚达30 体积分数17 %的时43小时,中硫酸钡 界油砂分离技术进展 8(12)我国利用油砂资源的优势明显,但目前国内对油砂的研究尚处在起步阶段,述了油砂分离的基本理论及研究进展,对各种分离方法的应用原理给予说明;介绍了油砂分离的技术途径,主要涉及清洗剂的应用、油砂超声波除油的应用、水剂空气化分离油砂的应用以及微乳液在油砂洗液中的应用几个方面,声波对油砂分离的影响 8(2)以自制的碱液作为油砂清洗剂,声声强、清洗时间、超声波作用下,超声频率为28 ,体系温度为60℃,清洗时间13 出油率可达到94%,声波在油砂分离中的应用 6(6)以自制的碱液油砂清洗剂,声声强、声频率为28 ,系温度为60℃,清洗时间13.0 出油率可达到94%,结果表明,3条)砂洗脱化学剂复配的研究[期刊论文]009(1)拉玛依油砂超声波分离技术[期刊论文]009(2)蒙古油砂抽提沥青的实验研究[期刊论文])东采油厂含油泥砂热水洗处理参数优选与机理分析研究[期刊论文]009(1)砂资源的开发和利用[期刊论文]009(1)蒙古油砂分离的研究[期刊论文]008(6)声波对油砂的分离作用[期刊论文]008(3)声波对油砂分离的影响[期刊论文]008(2)砂开发利用的研究进展[期刊论文]008(4)疆油砂水洗分离技术研究[期刊论文]学版)2008(1)蒙油砂沥青减黏裂化生产燃料油工艺研究[期刊论文]学版) 2007(3)蒙古油砂油的综合评价[期刊论文]007(1)量法测定油砂中矿物油的含量[期刊论文]006(7)本文链接::2010年6月2日
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