本發(fā)明涉及油砂處理工藝，具體涉及一種油砂空化處理工藝。

背景技術(shù)：

油砂油中的輕質(zhì)相成分較少，瀝青質(zhì)和膠質(zhì)占比例較大，因此又稱(chēng)為油砂瀝青。油砂礦為非常規(guī)油氣資源，屬于重質(zhì)稠油范疇，但隨著目前油氣資源的日益緊張，油砂礦的開(kāi)發(fā)和油砂瀝青的提取愈加受到各礦藏豐富的國(guó)家的重視。

專(zhuān)利號(hào)為200410010894.9的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種續(xù)油砂分離方法和設(shè)備，其主要利用化學(xué)制劑的方法進(jìn)行油砂油提取的工藝方法，該方法為溶劑萃取的一種；

專(zhuān)利cn104342185a和cn104342186a公開(kāi)了主要采用水洗分離劑等化工產(chǎn)品進(jìn)行油砂分離的工藝方法；

專(zhuān)利號(hào)為201610297923.7的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種脫除油砂油中泥砂的方法其采用石油醚、甲苯、三氯乙烯或石腦油、汽油、煤油、柴油、120#溶劑油進(jìn)行萃取油砂油。

專(zhuān)利號(hào)為201520184579.1的中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利公開(kāi)了一種從油砂中提取瀝青的系統(tǒng)，其依靠高溫蒸汽從油砂中提取瀝青，能耗較大。

油砂根據(jù)砂粒表面的濕潤(rùn)性可分為水潤(rùn)性油砂和油潤(rùn)性油砂，相對(duì)而言，水潤(rùn)性油砂由于砂粒表面包裹一層水而比油潤(rùn)性油砂容易分離，但由于油砂瀝青的密度和粘性較大，兩種油砂的瀝青砂粒的分離都存在難度，溫度提高可適當(dāng)?shù)慕档陀蜕盀r青的粘度，但降低范圍有限，因此采用單純物理方式如沉降法或離心分離法(參見(jiàn)中國(guó)專(zhuān)利cn201410736238和cn201210157130)，所獲得的產(chǎn)品的品位均較低，砂中含油和液中含砂的濃度大。

由上述研究成果可見(jiàn)，目前的油砂分離工藝主要為以下四種：藥劑洗滌；溶劑萃??；高溫干餾；燃燒回收。其中，藥劑洗滌的油砂瀝青去除率較低，溶劑萃取所獲得的產(chǎn)品品味較高，但溶劑的回收再利用成本較高，高溫干餾的溫度較高，能耗過(guò)大，而燃燒回收對(duì)環(huán)境造成污染。以上各種原因?qū)е铝四壳八姆N工藝均不適合工業(yè)化生產(chǎn)，因此需開(kāi)發(fā)出一種新的工藝方法來(lái)進(jìn)行油砂瀝青提取以及油砂中砂的凈化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：為了解決現(xiàn)有技術(shù)中油砂分離工藝不適用于工業(yè)化生產(chǎn)的問(wèn)題，現(xiàn)提供一種油砂空化處理工藝，該工藝主要用于油砂瀝青提取以及油砂中砂的凈化。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種油砂空化處理工藝，具體包括以下步驟：

a、油砂預(yù)處理：原料油砂進(jìn)行粗碎，篩分得到粗粒原料油砂，粗顆粒原料油砂進(jìn)行細(xì)碎得到細(xì)粒原料油砂；

b、空化處理：將所得細(xì)粒油砂原料加水?dāng)嚢?，并加入?fù)配表面活性劑，使細(xì)粒原料油砂上的油砂瀝青釋放表面張力，得到固液混合液，固液混合液經(jīng)水力空化將油砂瀝青從砂粒表面剝落，使得油砂瀝青和細(xì)砂混入水中，然后經(jīng)固液分離ι分出大部分油砂瀝青混合液，剩余部分的固液混合物再次進(jìn)行加水?dāng)嚢韬退栈?，再次將油砂瀝青從砂粒表面剝落，經(jīng)固液分離π分出油砂瀝青混合液和低含油砂水混合物；

c、油水分離：固定分離ι和固液分離π分出的油砂瀝青混合液經(jīng)液液分離，分出的低含水油砂瀝青油進(jìn)入油罐，分出的污水進(jìn)入水罐；

d、砂水分離：固液分離π分出的低含油砂水混合物經(jīng)固液分離ⅲ，并補(bǔ)水，分出干凈細(xì)砂外輸，分出的污水進(jìn)入水罐。

步驟a中，篩分過(guò)程中的不符合粒度要求的原料油砂返回至粗碎過(guò)程。

步驟a中，符合要求的粗碎采用拉入式破碎機(jī)或剪切式破碎機(jī)，細(xì)碎采用球磨機(jī)。

步驟b中，攪拌采用具有多級(jí)攪拌葉片的攪拌器。

步驟b中，攪拌時(shí)控制固液比0.2～0.3:1，控制復(fù)配表面活性劑的濃度為2％～5％。

步驟b中，所述復(fù)配表面活性劑包括濃度為0.01％～10％的陰離子表面活性劑和0～10％的堿。

步驟b中，空化時(shí)壓力控制在1kpa～1mpa，溫度為20℃～90℃，攪拌及空化過(guò)程中所需水由水灌中的水泵送供給，水罐內(nèi)的循環(huán)水經(jīng)泵增壓后達(dá)到射流空化要求，對(duì)攪拌后的混合液進(jìn)行空化，利用水力空化產(chǎn)生的強(qiáng)沖擊力將油砂瀝青從砂粒表面剝落，。

固液分離ι、固液分離π及固液分離ⅲ采用離心分離或壓榨的方法分離。

固液分離π采用三相分離器，三相分離器頂部分出的浮油進(jìn)入油罐，三相分離器中間部位分油砂瀝青混合液進(jìn)入液液分離，三相分離器底部沉砂進(jìn)入固液分離ⅲ進(jìn)行洗砂。

步驟c中，液液分離采用多級(jí)串聯(lián)或并聯(lián)的除油或脫水裝置，處理后所得低含油水進(jìn)入水罐備循環(huán)使用，所得低含水油砂瀝青油進(jìn)入油罐，可進(jìn)行后期加工再利用。

本發(fā)明工藝無(wú)萃取化學(xué)藥劑的加入，降低了化學(xué)藥劑提取再利用的成本。

本發(fā)明工藝中空化產(chǎn)生的氣泡尺度小，不僅適合我國(guó)內(nèi)蒙古等地的大粒徑的油砂，亦適用于印尼等地砂粒粒徑在微米級(jí)左右的細(xì)砂。

本發(fā)明工藝采用復(fù)配的表面活性劑，降低了油砂瀝青的表面張力，使得下一步的空化效果更為理想，因此對(duì)油潤(rùn)性和水潤(rùn)性油砂均適用。

本發(fā)明工藝運(yùn)行壓力低于1mpa，溫度范圍20℃～90℃，壓力、溫度較低，能耗小。

本發(fā)明工藝流程的水循環(huán)使用，零排放。

本發(fā)明工藝為連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，適合工業(yè)化生產(chǎn)的需求。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明油砂空化處理工藝采用復(fù)配表面活性劑與空化方法將油砂瀝青從砂粒表面剝落，避免了采用化學(xué)萃取藥劑的方法所帶來(lái)的后續(xù)藥劑提取再利用的高費(fèi)用投入問(wèn)題，且空化要求壓力及溫度低，整個(gè)工藝流程節(jié)能環(huán)保，能耗低，水循環(huán)使用，零排放，且油砂瀝青回收率高，所得砂含油低，本工藝為連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，適合工業(yè)化生產(chǎn)的需求。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的工藝流程簡(jiǎn)圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的工藝流程簡(jiǎn)圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成，方向和參照(例如，上、下、左、右、等等)可以?xún)H用于幫助對(duì)附圖中的特征的描述。因此，并非在限制性意義上采用以下具體實(shí)施方式，并且僅僅由所附權(quán)利要求及其等同形式來(lái)限定所請(qǐng)求保護(hù)的主題的范圍。

一種油砂空化處理工藝，具體包括以下步驟：

a、油砂預(yù)處理：原料油砂進(jìn)行粗碎，篩分得到粗粒原料油砂，粗顆粒原料油砂進(jìn)行細(xì)碎得到細(xì)粒原料油砂；

b、空化處理：將所得細(xì)粒油砂原料加水?dāng)嚢?，并加入?fù)配表面活性劑，使細(xì)粒原料油砂上的油砂瀝青釋放表面張力，得到固液混合液，固液混合液經(jīng)水力空化將油砂瀝青從砂粒表面剝落，使得油砂瀝青和細(xì)砂混入水中，然后經(jīng)固液分離ι分出大部分油砂瀝青混合液，剩余部分的固液混合物再次進(jìn)行加水?dāng)嚢韬退栈?，再次將油砂瀝青從砂粒表面剝落，經(jīng)固液分離π分出油砂瀝青混合液和低含油砂水混合物；

c、油水分離：固定分離ι和固液分離π分出的油砂瀝青混合液經(jīng)液液分離，分出的低含水油砂瀝青油進(jìn)入油罐，分出的污水進(jìn)入水罐；

d、砂水分離：固液分離π分出的低含油砂水混合物經(jīng)固液分離ⅲ，并補(bǔ)水，分出干凈細(xì)砂外輸，分出的污水進(jìn)入水罐。

實(shí)施例1

以含油砂瀝青為28.64％的印尼油砂礦為例，進(jìn)行處理工藝方案說(shuō)明

(1)經(jīng)皮帶輸送機(jī)將選礦后的油砂礦輸送至拉入式破碎機(jī)進(jìn)行大顆粒破碎，篩分出料粒度為20mm，進(jìn)入球磨機(jī)進(jìn)行細(xì)碎，出料粒度為5μm左右。

(2)將雙十二烷基乙氧基二硫酸酯鈉鹽與氫氧化鈉按照1:2進(jìn)行復(fù)配加入攪拌ι中，控制固液比為0.25:1，復(fù)配表面活性劑濃度為2％，溫度為40℃左右。由于工藝中的水可循環(huán)使用，因此，復(fù)配表面活性劑按照損失計(jì)量補(bǔ)充即可。

(3)攪拌ι后固液混合液進(jìn)入水力空化ι，水力空化ι來(lái)液溫度為40℃，壓力為1.5kpa。

(4)空化后混合液進(jìn)入固液分離ι，采用固液旋流分離器，其溢流分流比5％，分離出的溢流高含油砂瀝青混合液進(jìn)入液液分離后處理，所得剩余部分的固液混合物進(jìn)入攪拌π中。

(5)在攪拌π中，補(bǔ)充循環(huán)水，控制固液比仍為0.25:1，溫度為40℃左右。

(6)攪拌后進(jìn)入水力空化π，空化溫度40℃左右，空化壓力為1.5kpa。

(7)固液分離π采用固液旋流分離器，其溢流分流比為15％，所得油砂瀝青混合液進(jìn)入液液分離，所得低含油砂水混合物進(jìn)入固液分離ⅲ。

(8)液液分離采用二級(jí)串聯(lián)除油水力旋流器，最終所得低含水油砂瀝青油進(jìn)入油罐后處理，所得低含油的污水進(jìn)入水罐供工藝循環(huán)使用。在固液分離ⅲ中加入補(bǔ)充水，控制固液比不高于0.25:1，進(jìn)行洗砂，所得液相進(jìn)入水罐，所得固相可進(jìn)行資源化后處理。

(9)采用以上工藝方法進(jìn)行油砂分離，油砂瀝青回收率達(dá)到90％以上，砂中含油量小于2％，其中一部分為黑色膠質(zhì)。

在該實(shí)施例中，不改變復(fù)配表面活性劑比例，提高其濃度至3％后，油砂瀝青回收率上升至92％，砂中含油量下降至1.85％。

實(shí)施例2

(1)油砂礦物料參數(shù)及油砂預(yù)處理過(guò)程與實(shí)施例1相同；

(2)將雙十二烷基乙氧基二硫酸酯鈉鹽與氫氧化鈉按照1:2.5進(jìn)行復(fù)配加入攪拌ι中，控制固液比為0.2:1，復(fù)配表面活性劑濃度為3.5％，溫度為60℃左右。

(3)攪拌ι后混合液進(jìn)入水力空化ι，空化溫度為60℃，壓力為2kpa。

(4)空化后混合液進(jìn)入固液分離ι，采用固液旋流分離器，其溢流分流比4％，分離出的溢流高含油砂瀝青混合液進(jìn)入液液分離后處理，所得剩余部分的固液混合物進(jìn)入攪拌π中。

(5)在攪拌π中，補(bǔ)充循環(huán)水，控制固液比仍為0.2:1，溫度為60℃左右。

(6)攪拌后進(jìn)入水力空化π，空化溫度60℃左右，空化壓力為2kpa。

(7)空化后液體進(jìn)入三相分離器，三相分離器頂部分出的浮油進(jìn)入油罐，三相分離器中間部位分油砂瀝青混合液進(jìn)入液液分離，三相分離器底部沉砂進(jìn)入固液分離ⅲ進(jìn)行洗砂。

(8)液液分離采用二級(jí)串聯(lián)除油水力旋流器，最終所得低含水油砂瀝青油進(jìn)入油罐后處理，所得低含油的污水進(jìn)入水罐供工藝循環(huán)使用。在固液分離ⅲ中加入補(bǔ)充水，控制固液比不高于0.25:1，進(jìn)行洗砂，所得液相進(jìn)入水罐，所得固相可進(jìn)行資源化后處理。

采用本實(shí)施例工藝方法進(jìn)行油砂分離，油砂瀝青回收率達(dá)到95％以上，砂中含油量小于2％，其中一部分為黑色膠質(zhì)。

本發(fā)明中復(fù)配表面活性劑濃度增大、溫度提高可提高油砂的洗滌效果，空化方法的采用降低了隨著油砂瀝青濃度提高帶來(lái)的乳化等現(xiàn)象，從而難于分離等問(wèn)題。

本發(fā)明所采用的復(fù)配表面活性劑不限于以上兩種，堿水法及其它水洗法處理油砂或油泥的試劑均可采用。

上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。