油砂的傳統(tǒng)開采方法及新技術(shù)展望

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1、（一）、油砂的開采方法最近兒年，油砂開發(fā)技術(shù)的進步不斷推進著油砂工業(yè)的發(fā)展，并已經(jīng)取得了巨大的進步。主要有以下兒方面：用巨型卡車和鏟車開采油砂，增加了開采的靈活性，同時降低了成木；用水力運輸管道系統(tǒng)代替了傳送帶系統(tǒng)，使油砂達到管輸要求，并簡化了把瀝青和砂分離幵來的萃取過程；在萃取階段，降低了加工的溫度；采用固化或合成殘渣的技術(shù)，加快了大面積殘濟池的治理，并在努力研究一種覆蓋技術(shù)來處理殘渣?？谇埃蜕伴_采方式有兩種，一類是露天開采，適用于埋深小于75m，厚度大于3m,另一類是井下開采，適用于埋深大于75m的礦層。針對莫爾圖克礦一層埋深較淺（0-46m

2、）,因此采用露天開采。露天開采程序上分為采礦和萃取兩個部分，主要用于開采埋藏較淺的近地表汕砂，具有回收率高、效率高、安全的特點。露天開采所需的設(shè)備及費用、汕砂油釆收率較其他方法好，技術(shù)上較為成熟，在加拿大及委內(nèi)瑞拉等都已形成大規(guī)模工業(yè)開采。多年來，汕砂的露天開釆技術(shù)已經(jīng)取得的重要進步如下：采礦過程主耍分為以下幾個部分：用卡車和鏟車除去蓋層；Z用電動或水力鏟車挖出油砂；把油砂從礦場運送到壓碎機；把油砂加工碾碎；將油砂混合成砂漿；用離心泵和管線（常稱為水力輸送）把油砂從礦區(qū)運送到萃取區(qū)域。地而消現(xiàn)中心處柙站作砂f圮礦處押池1水城杯圖1-1采礦過程示意圖

3、(二)、油砂的萃取分離1、油砂的分離工藝步驟采礦設(shè)備和某些采礦操作是油砂工業(yè)所獨宥的，現(xiàn)在這一操作主耍受到卜*一分離過程的限制;而萃取過程也是瀝青損失最大的過程，因此，必須綜合考慮采礦和萃取兩個步驟。在過去的15年里，水力傳輸已經(jīng)代替了其他的設(shè)備。從礦石漿中萃取瀝青由兩個步驟組成：步驟一：分離初級分離器(primaryseparationvessel)屮的瀝青泡沫，其屮含60%瀝青,30%水,10%微固體。步驟二：稀釋發(fā)泡處理(見圖2-1):提取瀝青，盡可能排除水和固體。如今，實現(xiàn)此過程主要冇兩種方法：最初的石腦油溶劑處理過程需要斜板分離器(inc

4、linedplateseparators)和離心分離機除去殘余固體和水；新的石蠟溶劑處理過程需要沉降容器，但是由于不用離心分離機，可以得到較純凈的產(chǎn)品。術(shù)料?.3嘆??0.4ft困冰<0.1%水<0.1%W休圖2-1萃取過程示意圖(1)初級分離初級分離器是一個巨大、昂貴、固定不易移動的裝置。運行條件必須穩(wěn)定，對礦石等級、溫度、進料速度和其他因素的微小變化非常敏感。35°C以上的溫度條件需要人量的能量，占一桶合成原油能量消耗的40%。此過程還需要加入添加劑,將pH值控制在8.5左6。除了操作方面的問題，從初級分離器、石腦油基的發(fā)泡過程和稀釋離心分離生

5、產(chǎn)出來的產(chǎn)品含有1%2%的底部沉淀和水。這將在下游生產(chǎn)過程屮產(chǎn)生腐蝕、阻塞和催化劑中毒等問題，而且也使瀝青產(chǎn)品不適合煉廠精煉。(2)發(fā)泡處理初級的石腦油溶劑基的稀釋離心分離過程的瀝青產(chǎn)品大約含有0133%004%的固體和1%2%的水，不適合管道輸送，也不適合直接賣給煉廠。不能把產(chǎn)品直接銷售到市場是油砂工業(yè)面臨的一個障礙。2、油砂的結(jié)構(gòu)和特性油砂的結(jié)構(gòu)吋以分為親水性和親油性兩類。親水性的油砂是冇水滲透在固體顆粒的孔隙中，有一層很薄的水膜包裹在固體顆粒的外表血，而稠油則包裹在水膜的外面，即所謂的油包水、水包礦粒；親油性的油砂乃是稠油滲透在固體顆粒的孑L

6、隙中，有一層油膜包裹在固體顆粒的外表血.而水則包裹在油膜的外血，即所謂的水包油、油包礦粒。對于親水性的油砂，較易將稠油與固體顆粒分開;而親油性的油砂則較難將稠油與同體顆粒分幵。典型的加拿人阿薩巴斯卡油砂屬于親水性油砂，其結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。該地砂粒的主要組成是圓形或略帶尖角的石英.每一個砂粒被水薄膜所濕潤，稠油層包圍在水薄膜的外層及充填空間，填滿空間的還有原生水及少量的空氣或甲烷。圖2-2加拿大阿薩巴斯卡親水性油砂結(jié)構(gòu)示意圖在□前的技術(shù)條件不，汕砂分離的主要方法有：熱水堿洗提取法，有機溶劑提取法，熱裂解干餾法，超聲波輔助分離提取法等。加拿大采用熱堿

7、水水洗工藝進行油砂分離，并提取重油，但此方法只局限于分離水澗型汕砂，而對油潤性油砂兒乎沒有效用。對油潤性油砂，只能采用熱裂解或有機溶劑抽提的方法提取。有機溶劑杣提法適用性強，可用丁?抽提任何類型的油砂，通過抽提所得的重油所含的灰分很少，有利于后續(xù)加工。對油潤性的哈薩克斯坦油砂而言，利用有機溶劑杣提工藝提取重汕是很好的選擇。3、油砂油的分離萃取方法1）有機溶劑抽提法利用相似相容的原理，使油砂表面的油砂油組分溶解于食機溶劑中，而砂土受重力的作用沉降于溶液底部。對溶有油砂油組分的有機溶劑進行蒸餾，蒸餾出沸點較低的省機溶劑，有機溶劑可循環(huán)利用。重油即油砂油

8、的沸點較高，殘留在蒸餾瓶中。對沉降于底層的砂土（油砂），可進行水洗或加熱蒸發(fā)處理，以冋收吸附在砂土（油砂｝表面的有機溶劑。