本發(fā)明涉及從含碳氫化合物的材料中分離細顆粒的方法和從含碳氫化合物的材料中提取碳氫化合物的方法及裝置。
背景技術(shù):
在石油的開采中,對原材料中的細顆粒處理一直是個亟待解決的問題。若細顆粒殘留在石油中會大大影響成品的品質(zhì)。在開采的過程中,還會形成含有碳氫化合物、細顆粒和水的尾礦,通常被稱為成熟細尾礦(Mature Fine Tailings)。這種尾礦中的細顆粒很難沉降,現(xiàn)有技術(shù)無法對成熟細尾礦中的細顆粒進行令人滿意的處理,而是將成熟細尾礦存儲在尾礦池中,可能帶來嚴重的環(huán)境污染問題。
因此,有必要提供一種新的從含碳氫化合物的材料中分離細顆粒的方法和從含碳氫化合物的材料中提取碳氫化合物的方法及裝置。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
一方面,本發(fā)明的實施例涉及從含碳氫化合物的材料中分離細顆粒的方法,其包括:將包含碳氫化合物、細顆粒和水的所述含碳氫化合物的材料與溶劑混合,以得到第一混合物且使至少一部分所述細顆粒下沉;從所述第一混合物中分離出包含所述碳氫化合物、所述溶劑和所述水的液相和包含下沉的至少一部分所述細顆粒的固相。
另一方面,本發(fā)明的實施例涉及從含碳氫化合物的材料中提取碳氫化合 物的方法,其包括:將包含碳氫化合物、細顆粒和水的所述含碳氫化合物的材料與溶劑混合,以得到第一混合物且使至少一部分所述細顆粒下沉;從所述第一混合物中分離出包含所述碳氫化合物、所述溶劑和所述水的液相和包含下沉的至少一部分所述細顆粒的固相;從所述液相中分離出所述碳氫化合物。
又一方面,本發(fā)明的實施例涉及從含碳氫化合物的材料中提取碳氫化合物的裝置,其包括:混合單元,用于將包含碳氫化合物、細顆粒和水的所述含碳氫化合物的材料與溶劑混合,以得到第一混合物且使至少一部分所述細顆粒下沉;第一分離單元,用于從所述第一混合物中分離出包含所述碳氫化合物、所述溶劑和所述水的液相和包含下沉的至少一部分所述細顆粒的固相;及第二分離單元,用于從所述液相中分離出所述碳氫化合物。
附圖說明
參考附圖閱讀下面的詳細描述,可以幫助理解本發(fā)明的特征、方面及優(yōu)點,其中:
圖1為根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的從含碳氫化合物的材料中分離細顆粒的方法的流程示意圖。
圖2為根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的從含碳氫化合物的材料中提取碳氫化合物的方法的流程示意圖;
圖3為根據(jù)本發(fā)明的另一些實施例的從含碳氫化合物的材料中提取碳氫化合物的方法的流程示意圖;
圖4為根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的從含碳氫化合物的材料中提取碳氫化合物的裝置的示意圖;及
圖5為根據(jù)本發(fā)明的另一些實施例的從含碳氫化合物的材料中提取碳氫化合物的裝置的示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明提及的“細顆?!笔侵复嬖谟诤細浠衔锏牟牧现械墓腆w顆粒物,含碳氫化合物的材料未被處理之前,該固體顆粒物在合理時間內(nèi)的沉降可忽略不計。所述細顆粒的示例如:粒徑小于50微米的固體顆粒物,粒徑小于44微米的固體顆粒物,或者是粒徑小于10微米的固體顆粒物。在一些情況下,所述合理時間可能是數(shù)年、數(shù)月、數(shù)日或者數(shù)小時。
本發(fā)明提及的“沉降”是指細顆粒在力場作用下發(fā)生的定向運動,尤其是指細顆粒的下沉運動。在一些實施例中,所述“沉降”是指細顆粒在重力作用下發(fā)生的下沉運動。
本發(fā)明提及的“碳氫化合物”是指含有碳和氫兩種元素的有機化合物,如:油。所述油可以是輕油、重油、瀝青等。
本發(fā)明提及的“含碳氫化合物的材料”是指含有碳氫化合物、細顆粒及水的材料,例如:成熟細尾礦、油砂、油泥等。在一些情況下,所述含碳氫化合物的材料還可能含有其他固體雜質(zhì),如:砂礫等。
本發(fā)明提及的“成熟細尾礦”是指油砂處理過程中產(chǎn)生的包括水、細顆粒和碳氫化合物的混合物,所述混合物中的細顆粒在合理時間內(nèi)的沉降可忽略不計。例如,對來自加拿大阿沙巴斯克的油砂進行處理的過程中產(chǎn)生的成熟細尾礦中的細顆粒物含量大約為18-20%或者18%左右,碳氫化合物含量大約為1-10%或者7%左右,其余為水。
本發(fā)明提及的“溶劑”是指能夠溶解碳氫化合物的液體,之后可以通過改變溫度或壓力的方式使所述溶劑與被溶解的碳氫化合物分離,所述溶劑可以為環(huán)己烷、二異丙胺、三乙胺及其任意組合等。
本發(fā)明提及的“相”是指在沒有外力作用下,物理、化學(xué)性質(zhì)基本相同的物質(zhì)的聚集態(tài),相與相之間一般有明確的物理界面。
本發(fā)明提及的“液相”是指將溶劑和含碳氫化合物的材料混合后得到的包含碳氫化合物、溶劑及水的液體。在一些情況下,所述液相中存在細顆粒。
本發(fā)明提及的“碳氫化合物-溶劑相”是指從液相中分離出的相對于該碳氫化合物-溶劑相總重量的碳氫化合物及溶劑重量之和所占的百分比大于50%的相,或者指相對于該碳氫化合物-溶劑相總重量的碳氫化合物及溶劑重量之和所占的百分比大于80%的相,或者指相對于該碳氫化合物-溶劑相總重量的碳氫化合物及溶劑重量之和所占的百分比大于95%的相。
本發(fā)明提及的“富溶劑相”是指從碳氫化合物-溶劑相中分離出的相對于該富溶劑相總重量的溶劑重量所占的百分比大于50%的相,或者指相對于該富溶劑相總重量的溶劑重量所占的百分比大于80%的相,或者指相對于該富溶劑相總重量的溶劑重量所占的百分比大于93%的相。
本發(fā)明提及的“富碳氫化合物相”是指從碳氫化合物-溶劑相中分離出的相對于該富碳氫化合物相總重量的碳氫化合物重量所占的百分比大于50%的相,或者指相對于該富碳氫化合物相總重量的碳氫化合物重量所占的百分比大于80%的相,或者指相對于該富碳氫化合物相總重量的碳氫化合物重量所占的百分比大于95%的相。所述富碳氫化合物相還可能含有其他雜質(zhì),如:細顆粒、水、溶劑等。
本發(fā)明一方面涉及一種從含碳氫化合物的材料中分離細顆粒的方法,該方法能夠有效地對成熟細尾礦或煉油的原材料中的細顆粒進行分離。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的實施例的從含碳氫化合物的材料中分離細顆粒的方法50的流程示意圖。參見圖1,方法50包括步驟51至步驟54。
在步驟51中,將包含碳氫化合物、細顆粒和水的含碳氫化合物的材料與溶劑混合,以得到第一混合物且使至少一部分細顆粒下沉。下沉需要經(jīng)過一定的時間,可能為幾秒鐘、幾分鐘、十幾分鐘、幾小時或者更長的時間,但是短于細顆粒在未被處理的含碳氫化合物的材料中的沉降時間。
在步驟52中,從第一混合物中分離出液相和固相。所述液相包含碳氫化合物、溶劑和水,所述液相中還可能帶有一部分正在或者即將下沉的細顆粒。所述固相包含下沉的至少一部分細顆粒。具體地,所述固相可能包括已 經(jīng)下沉至第一混合物底部的一部分細顆粒。還可能存在一部分正在下沉的細顆粒,這部分細顆粒還未到達底部成為固相的一部分??梢灶A(yù)期的是,當(dāng)經(jīng)過足夠長的時間(短于細顆粒在未被處理的含碳氫化合物的材料中的沉降時間)之后,所述固相可能包括所有的下沉的細顆粒。另外,所述固相還可能包括含碳氫化合物的材料中的其他固體雜質(zhì),如砂礫等。本發(fā)明的實施例所涉及的方法能夠使含碳氫化合物的材料中的細顆粒下沉成為固相的一部分,從而將細顆粒從含碳氫化合物的材料中分離,可減少液態(tài)排放物對環(huán)境的影響。
在一些實施例中,溶劑與水存在臨界溶解溫度。所謂的“臨界溶解溫度”是指兩種可部分互溶的液體形成的系統(tǒng)所具有的一個臨界溫度。當(dāng)所述系統(tǒng)的溫度在所述臨界溶解溫度的一側(cè),所述兩種液體完全互溶為一相。當(dāng)所述系統(tǒng)的溫度所述臨界溶解溫度的另一側(cè),所述兩種液體部分互溶以兩相形式存在。
所述臨界溶解溫度包括最低臨界溶解溫度和最高臨界溶解溫度。在一些實施例中,溶劑與水存在最低溶解溫度。這種情況下,當(dāng)液相的溫度低于最低溶解溫度時,液相中的溶劑與水完全互溶為一相;當(dāng)液相的溫度高于最低溶解溫度,且當(dāng)液相中的水足以使溶劑相水飽和時,液相中的溶劑與水分離為兩相,此時,液相包括碳氫化合物-溶劑相和水相,其中,碳氫化合物-溶劑相是水飽和的,水飽和時的含水百分比與碳氫化合物-溶劑相的溫度相關(guān)。水相的主要成分是水,水相中還可能存在細顆粒。因此,在一些實施例中,可以在低于最低溶解溫度的環(huán)境下,將含碳氫化合物的材料與溶劑混合形成第一混合物,如果第一混合物中的含水量較少,可以加入適量的水,然后將第一混合物加熱至高于該最低溶解溫度,以使第一混合物中產(chǎn)生水相。水相的出現(xiàn)能夠進一步加快細顆粒的沉降速度。另外,也可以采用與水存在最高臨界溶解溫度的溶劑來處理含碳氫化合物的材料中的細顆粒。
然而,水相的量也不宜過多,因為之后可能會對水相中的水進行回收處 理,水相的量越大,回收處理的工作量也越大。因此,在保證細顆粒沉降效果的前提下,可盡量減少水相的產(chǎn)生量。在一些實施例中,通過控制加水量使所述水相中水的重量小于或等于所述碳氫化合物-溶劑相中水的重量的3倍,這樣,即能夠保證細顆粒的有效沉降,又能夠減少水相的產(chǎn)生量。
在一些實施例中,上述的與水存在最低溶解溫度的溶劑可能包括二異丙胺、三乙胺或其組合。二異丙胺與水具有的最低臨界溶解溫度為27攝氏度,當(dāng)?shù)陀?7攝氏度時,二異丙胺與水完全互溶為一相,當(dāng)高于27攝氏度時,二異丙胺與水部分互溶以兩相形式存在。三乙胺與水具有的最低臨界溶解溫度為18攝氏度,當(dāng)?shù)陀?8攝氏度時,三乙胺與水完全互溶為一相,當(dāng)高于18攝氏度時,三乙胺與水部分互溶以兩相形式存在。
在圖1所示的實施例中,所述方法還可包括溶劑的回收利用步驟。如步驟53所示,可通過加熱的方式從液相中分離出氣態(tài)的富溶劑相,然后再使氣態(tài)的富溶劑相冷凝成液態(tài)的富溶劑相,以便回收利用。在步驟54中,將分離出的富溶劑相與含碳氫化合物的材料混合,以得到第一混合物且使至少一部分細顆粒下沉。
分離出的富碳氫化合物相可被進一步加工,以得到符合品質(zhì)要求的碳氫化合物產(chǎn)品。
本發(fā)明的另一方面還涉及一種從含碳氫化合物的材料中提取碳氫化合物的方法,該方法可以有效減少提取出的碳氫化合物中的細顆粒物含量,從而提高碳氫化合物產(chǎn)品的品質(zhì)。
圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的實施例的從含碳氫化合物的材料中提取碳氫化合物的方法60的流程示意圖。參見圖2,方法60包括步驟61至步驟63。
在步驟61中,將包含碳氫化合物、細顆粒和水的含碳氫化合物的材料與溶劑混合,以得到第一混合物且使至少一部分細顆粒下沉。在步驟62中,從第一混合物中分離出包含碳氫化合物、溶劑和水的液相和包含下沉的至少一部分細顆粒的固相。通過這一步驟,可使細顆粒和碳氫化合物分離,有助 于降低碳氫化合物中的細顆粒含量。
在步驟63中,從液相中分離出碳氫化合物。可通過加熱的方式將液相中的水和溶劑氣化,從而留下液態(tài)的富碳氫化合物相。該富碳氫化合物相可直接作為碳氫化合物使用,也可被進一步加工,得到滿足需要的碳氫化合物產(chǎn)品,如:輕油、重油、瀝青等。本發(fā)明的實施例所涉及的從含碳氫化合物的材料中提取碳氫化合物的方法可降低提取出的碳氫化合物中的細顆粒含量,且可減少提取產(chǎn)生的液體排放物對環(huán)境的影響。
在一些實施例中,可以采用與水存在臨界溶解溫度的溶劑,來從含碳氫化合物的材料中提取碳氫化合物。采用具有這種性質(zhì)的溶劑來提取碳氫化合物,能夠進一步降低碳氫化合物成品中的細顆粒含量。圖3展示了根據(jù)這種實施例的從含碳氫化合物的材料中提取碳氫化合物的方法70的流程圖。參見圖3,方法70包括步驟71至步驟75。
與步驟61相類似,在步驟71中,將包含碳氫化合物、細顆粒和水的所述含碳氫化合物的材料與溶劑混合,以得到第一混合物且使至少一部分所述細顆粒下沉。與步驟62相類似,在步驟72中,從第一混合物中分離出包含碳氫化合物、溶劑和水的液相和包含下沉的至少一部分細顆粒的第一固相。
在步驟73中,向所述液相中加水。采用油砂作為含碳氫化合物的材料時,由于油砂中的含水量較少,所以可在液相中加入一定量的水,以保證在后續(xù)的步驟中碳氫化合物-溶劑相能夠水飽和,從而分離出水相。值得注意的是,在含碳氫化合物的材料中的含水量較多的情況下,這一步驟可以省略。例如:當(dāng)含碳氫化合物的材料為成熟細尾礦時,不在液相中加水,也可在后續(xù)的步驟中分離出水相。
在步驟74中,改變所述液相的溫度至第一溫度,以從所述液相中分離出碳氫化合物-溶劑相和水相。這個過程中,還可能分離出第二固相,第二固相可包括在步驟73和步驟74的過程中沉降至底部的細顆粒。其中,碳氫化合物-溶劑相是水飽和的,水相的主要成分是水,水相中還帶有細顆粒。當(dāng)采 用與水存在最低臨界溶解溫度的溶劑時,所述第一溫度大于所述臨界溶解溫度。當(dāng)采用與水存在最高臨界溶解溫度的溶劑時,所述第一溫度小于所述臨界溶解溫度。
在步驟75中,改變碳氫化合物-溶劑相的溫度至第二溫度,以從所述碳氫化合物-溶劑相中分離出碳氫碳化物和富溶劑相。所述第二溫度大于所述第一溫度。在一些實施例中,所述第二溫度為溶劑的沸點,當(dāng)?shù)竭_第二溫度時,碳氫化合物-溶劑相分離為氣態(tài)的富溶劑相和液態(tài)的富碳氫化合物相,可通過氣液分離的方式將富溶劑相和富碳氫化合物相分離。分離出的富碳氫化合物相可直接作為碳氫化合物使用,也可被進一步加工,得到滿足需要的碳氫化合物產(chǎn)品,如:輕油、重油、瀝青等。
在一些實施例中,所述含碳氫化合物的材料為油砂,采用二異丙胺作為溶劑。在室溫,將油砂和二異丙胺混合,以得到第一混合物。待混合物分離為液相和第一固相之后,將第一固相去除。在液相中加入適量的水后,再將液相加熱到大約70℃到大約75℃范圍內(nèi),以使液相分離成瀝青-溶劑相、水相和第二固相。然后,再將瀝青-溶劑相加熱到約80℃到大約85℃范圍內(nèi),以使瀝青-溶劑相分離為富瀝青相和富溶劑相。此時,水的總重量相對于所述富溶劑相的重量的百分比在大約7%至大約25%的范圍。
圖4為根據(jù)本發(fā)明的實施例的從含碳氫化合物的材料中提取碳氫化合物的裝置10的示意圖。參見圖4,裝置10包括混合單元101、第一分離單元103及第二分離單元105。
混合單元101用于將包含碳氫化合物、細顆粒和水的含碳氫化合物的材料203與溶劑201混合,以得到第一混合物205且使至少一部分所述細顆粒下沉?;旌蠁卧?01可能為任何能使含碳氫化合物的材料和溶劑混合的容器,所述容器還可能帶有攪拌裝置。
第一分離單元103用于從第一混合物205中分離出包含碳氫化合物、溶劑和水的液相207和包含下沉的至少一部分細顆粒的固相209。第一分離單 元103可為固液分離裝置,例如:重力沉降裝置、離心機、過濾器、抽濾機,或其任意組合。
第二分離單元105用于從液相207中分離出碳氫化合物211。在一些實施例中,第二分離單元105包括蒸餾裝置,如:蒸餾塔,用于使液相207中的水和溶劑氣化,從而得到液態(tài)的碳氫化合物。
圖5為根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的從含碳氫化合物的材料中提取碳氫化合物的裝置30的示意圖。參見圖5,裝置30包括混合單元301、第一分離單元303、第二分離單元305、第三分離單元307及第一傳輸單元309。
與裝置10中的混合單元101相類似,混合單元301用于將含碳氫化合物的材料403與溶劑401混合,以得到第一混合物405,且使至少一部分所述細顆粒下沉。混合單元301可能為任何能使含碳氫化合物的材料和溶劑混合的容器,所述容器還可帶有攪拌裝置。溶劑401與水可存在臨界溶劑溫度。
與裝置10中的第一分離單元103相類似,第一分離單元303用于從第一混合物405中分離出包含碳氫化合物、溶劑和水的液相407和包含下沉的一部分細顆粒的第一固相409。第一固相409包括此時已經(jīng)下沉至第一混合物底部的細顆粒。液相407中可帶有一部分細顆粒。第一分離單元303可為固液分離裝置,例如:重力沉降裝置、離心機、過濾器、抽濾機,或其任意組合。
第三分離單元307用于從液相407中分離出碳氫化合物-溶劑相413、水相415和第二固相417。第二固相417可能包括如前所述的液相407中帶有的細顆粒,此時該部分細顆粒下沉至液相的底部成為第二固相417的一部分。在一些實施例中,第三分離單元307包括加熱裝置,用于將液相407加熱至高于臨界溶解溫度的第一溫度。
第二分離單元305用于從碳氫化合物-溶劑相413中分離出碳氫碳化物411和富溶劑相419。在一些實施例中,第二分離單元305包括蒸餾裝置,如:蒸餾塔,用于使碳氫化合物-溶劑相413分離成氣態(tài)的富溶劑相419和液態(tài)的 碳氫化合物411。第二分離單元305還可能包括冷凝裝置,用于使氣態(tài)的富溶劑相419液化,以便于回收利用。
第一傳輸單元309位于第二分離單元305和混合單元301之間,其用于將由第二分離單元305分離出的富溶劑相419傳輸至混合單元301。富溶劑相419與含碳氫化合物的材料403在混合單元301中被混合,形成第一混合物405。在一些實施例中,第一傳輸單元309包括傳輸管道,其一端與第二分離單元305連接,另一端與混合單元301連接。
實驗示例
以下提供本發(fā)明的一些實驗示例。以下實驗示例可以為本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員實施本發(fā)明提供參考。這些例子并不限制權(quán)利要求的范圍。
例1
本實驗示例中所使用的成熟細尾礦是在處理來自加拿大阿沙巴斯克的油砂的過程中產(chǎn)生的,其中,該成熟細尾礦中的細顆粒的重量百分比為18.84%左右,碳氫化合物的重量百分比大約為7%,其余為水。
在大約25℃的室溫,用量程為100ml、直徑為3厘米的量筒量取20克所述成熟細尾礦,并靜置。分別在靜置開始時及靜置開始后的1分鐘時、5分鐘時、10分鐘時、20分鐘時,在占量筒中成熟細尾礦總高度40%的高度處取樣,得到5份樣品。使用馬弗爐分別檢測所述5份樣品的細顆粒含量,結(jié)果列于下表1中。在上述實驗步驟中,未加入任何溶劑,上述實驗得到的實驗數(shù)據(jù)作為參照例使用。
在大約25℃的室溫,用量程為100ml、直徑為3厘米的量筒量取20克所述成熟細尾礦作為含碳氫化合物的材料,在其中加入40克環(huán)己烷作為溶劑,得到第一混合物,攪拌15分鐘后靜置。分別在靜置開始時及在靜置開始后的1分鐘時、5分鐘時、10分鐘時、20分鐘時,在占第一混合物總高度40%的 高度處取樣,得到5份樣品。使用馬弗爐分別檢測所述5份樣品的細顆粒含量??捎^察到,靜置開始后所述第一混合物逐漸分離為液相和固相。
采用與上述類似的方法再進行兩次實驗,只是將溶劑替換為二異丙胺和三乙胺。當(dāng)溶劑為三乙胺時,所述液相包括溶劑-碳氫化合物相和水相。當(dāng)溶劑為二異丙胺時,可通過加熱所述第一混合物或所述液相,使所述液相分離成溶劑-碳氫化合物相和水相。所述溶劑-碳氫化合物相可被進一步加熱,從而被分離成富溶劑相和富碳氫化合物相。
上述參照例及三次實驗的實驗數(shù)據(jù)如下表1所示。
表1
表1的數(shù)據(jù)顯示,未與任何溶劑混合的成熟細尾礦,其在占其總高度40%的高度處的細顆粒含量在20分鐘內(nèi)基本保持不變,這顯示未經(jīng)處理的成熟細尾礦中的細顆粒很少或幾乎不沉降。
在成熟細尾礦與溶劑混合后,40%高度處的細顆粒含量顯著降低了,下沉的細顆粒在量筒的底部形成了固相,這表明溶劑使成熟細尾礦中的細顆粒下沉了。
使用上述三種溶劑均可以在20分鐘內(nèi)使占第一混合物總高度40%高度處的細顆粒含量降至0.1%以下。其中,使用二異丙胺作為溶劑處理成熟細尾礦的情況下,可以在10分鐘內(nèi),將其40%高度處的細顆粒含量降至1%以下;使 用三乙胺作為溶劑處理成熟細尾礦的情況下,可以在5分鐘內(nèi),將其40%高度處的細顆粒含量降至1%以下。
例2
采用來自加拿大阿沙巴斯克的油砂作為含碳氫化合物的材料,所述油砂的含水量大約為8%,碳氫化合物的重量百分比大約為11%,細顆粒含量大約為25%。采用環(huán)己烷作為溶劑。將50克油砂與50克環(huán)己烷進行混合,在大約25℃的室溫下攪拌約15分鐘,得到第一混合物。將所述第一混合物輸送到重力沉降設(shè)備中沉降約10分鐘,得到液相和第一固相。取出位于第一混合物上層的大約30克液相,在其中加入約1.8克蒸餾水,搖動約2分鐘,然后將該液相加熱至74℃左右,從液相中分離出瀝青-溶劑相。然后將所述瀝青-溶劑相輸送到蒸餾塔中,進一步將其分離成富瀝青相和富溶劑相。然后,使用馬弗爐測定富瀝青相的細顆粒含量,測得的細顆粒含量為7.56%。
采用與上述類似的方法再進行一次實驗,只是所采用溶劑替換為二異丙胺,最后測得的富瀝青相的細顆粒含量為1.52%。
由本示例的實驗結(jié)果可知,最后得到的富瀝青相中的細顆粒含量低于油砂中的細顆粒的含量,這說明油砂中的部分細顆粒下沉成為固相的一部分,這部分細顆粒與固相一起被分離,從而得到了細顆粒含量較少的富瀝青相。
與水存在臨界溶解溫度的溶劑如:二異丙胺,能顯著降低被提取出的瀝青中的細顆粒含量。
例3
本實驗采用的含碳氫化合物的材料為來自加拿大阿沙巴斯克的油砂,所述油砂的含水量大約為8%,碳氫化合物的重量百分比大約為11%,細顆粒含量大約為25%。采用的溶劑為二異丙胺。將所述油砂與二異丙胺按1:1的比例進行混合,在大約25℃的室溫攪拌約15分鐘,得到第一混合物。將所述第一混合物輸送到重力沉降設(shè)備中沉降約10分鐘,得到液相和第一固相。取出位于第一混合物上層的液相,使用卡爾費休水分測定儀(型號:915KFTi-touch)測定液相中的含水量,測得液相中的含水量為0.86%左右。取上述液相約30克,然后,將該液相加熱至74℃左右,從液相中分離出瀝青-溶劑相和第二固相。所述第二固相包括在加熱過程中下沉的細顆粒。將所述瀝青-溶劑相輸送到蒸餾塔中加熱,進一步將其分離成富瀝青相和富溶劑相,對分離出的富溶劑相進行稱重,并且使用馬弗爐測定富瀝青相中的細顆粒含量。
采用與上述類似的方法再進行五次實驗,只是在液相中加入一定量的水后再將液相加熱至74℃左右,且所取的液相重量也有所不同,各實驗的加水量、液相重量如表2所示。
在加水量為3.00g、6.00g、12.50g的三個實驗中,在加熱至74℃左右的步驟之后,除了所述瀝青-溶劑相和第二固相之外,還可從液相中分離出水相,所述水相中有細顆粒,所述帶有細顆粒的水相即為本實驗的液態(tài)排放物,對所述排放物進行稱重。所述排放物中的細顆??沙两?,所述排放物中的水可被進一步回收利用。
計算水的總重量相對于富溶劑相的重量的百分比。在有水相出現(xiàn),即:所述瀝青-溶劑相水飽和的情況下,計算水相中水的重量與瀝青-溶劑相中水的重量的比值。其中,水的總重量、水相中水的重量及瀝青-溶劑相中水的重量分別通過如下方式計算:
水的總重量=液相含水量*液相重量+加水重量;其中,根據(jù)前述步驟測得的液相中的含水量為0.86%左右。
瀝青-溶劑相中水的重量=水飽和的富溶劑相中水的重量=水飽和的富溶劑相的含水量*富溶劑相重量,其中,在74℃左右,水飽和的富二異丙胺相的含水量為7%左右;
水相中水的重量=水的總重量―瀝青-溶劑相中水的重量。
上述各實驗的實驗結(jié)果,匯總?cè)缦卤?所示。
表2
表2的數(shù)據(jù)顯示,在第一混合物中加入適量的水能夠有效降低瀝青中的細顆粒含量,提高瀝青的品質(zhì)。當(dāng)加入的水量能使溶劑相水飽和,從而產(chǎn)生水相時,瀝青中的細顆粒含量可被進一步降低,提高瀝青的品質(zhì)。當(dāng)水的總重量相對于富溶劑相重量的百分比在大約7%至大約25%的范圍時,即:當(dāng)水相中水的重量和水飽和的瀝青-溶劑相中水的重量的比值小于3:1時,能夠有效提高瀝青的品質(zhì)且控制排放物的產(chǎn)生量。
雖然結(jié)合特定的實施例對本發(fā)明進行了說明,但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解,對本發(fā)明可以作出許多修改和變型。因此,要認識到,權(quán)利要求書的意圖在于覆蓋在本發(fā)明真正構(gòu)思和范圍內(nèi)的所有這些修改和變型。