一種富含碳酸鹽油砂礦的連續(xù)分離回收的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種富含碳酸鹽油砂礦的連續(xù)分離回收的方法和系統(tǒng)，含碳酸鹽礦物質(zhì)的瀝青油資源，如油砂、油頁(yè)巖、落地油泥等，在一定情況下與所配置的溶液及化學(xué)添加劑混合，發(fā)生反應(yīng)，將瀝青油礦中的礦物質(zhì)溶解，從而達(dá)到將瀝青油與礦物顆粒分離的目標(biāo)。分離后的瀝青油經(jīng)過(guò)后續(xù)加工處理，進(jìn)一步除去夾帶的水分和固體顆粒，得到干凈的瀝青油產(chǎn)品；而過(guò)程所產(chǎn)生的廢液和礦物質(zhì)沉淀則進(jìn)行分別回收處理，最終實(shí)現(xiàn)無(wú)害化排放。這不僅有效的將瀝青油從礦中提取出來(lái)，而且極大的節(jié)約能源，實(shí)現(xiàn)常溫萃取或回收瀝青油的節(jié)能、減排生產(chǎn)目的。
【專利說(shuō)明】
一種富含碳酸鹽油砂礦的連續(xù)分離回收的方法和系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種富含碳酸鹽油砂礦的連續(xù)分離回收的方法和系統(tǒng)，屬于化工分離及反應(yīng)工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及破碎、反應(yīng)、沉降、過(guò)濾、蒸餾、結(jié)晶等方法。
【背景技術(shù)】
[0002]瀝青油礦(如，油砂、油頁(yè)巖、落地油、油泥等)是一種由瀝青油(或?yàn)r青)、沙粒、粘土和少量水組成的復(fù)雜混合物。因其處理巨大，已逐漸成為一種后備的石油資源。以油砂為例，其探明儲(chǔ)量約占現(xiàn)存石油資源總量的三分之一左右，現(xiàn)有技術(shù)可采儲(chǔ)量約為6510億桶，主要分布在加拿大、委內(nèi)瑞拉、美國(guó)、俄羅斯、印尼和中國(guó)等地，是一種很有潛力的石油替代能源。
[0003]油砂的開(kāi)采依據(jù)其自身理化性質(zhì)及地質(zhì)條件可以分為露天開(kāi)采和原地開(kāi)采。對(duì)于加拿大的水潤(rùn)型油砂，當(dāng)?shù)V產(chǎn)埋藏深度小于75米時(shí)，工業(yè)上主要采用熱堿水洗工藝對(duì)油砂進(jìn)行分離；而當(dāng)油砂礦埋藏深度大于75米時(shí)，則采用原地開(kāi)采方法，如向地底層注入熱蒸汽、熱溶劑等等。然而，對(duì)于油潤(rùn)性油砂，如美國(guó)猶他州油砂、印尼油砂及中國(guó)新疆油砂則無(wú)法有效的利用熱堿水洗的工藝對(duì)油砂瀝青進(jìn)行分離。為此，誕生了不少其他新型技術(shù)，如溶劑萃取技術(shù)(CN 101274303A，CN 101544902A，CN102925190 A,US 3117922(1964)，US3392105(1968)，US 4046669(1969)，US 4046668(1977)，US 4036732(1977)，US 4347118( 1982) ,US 4498971 (1984)，US 4929341 ( 1990 ))、熱裂解技術(shù)(CNl 032897 15A，CN104087329A)、微生物發(fā)酵技術(shù)等等。這些技術(shù)都有各自的優(yōu)點(diǎn)，比如，溶劑萃取技術(shù)具有萃取率高、萃取過(guò)程不需要水的參與、可常溫下操作、溶劑可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)；熱裂解技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)瀝青油萃取與煉油集成處理，減少了工藝過(guò)程;微生物發(fā)酵技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)溫和的提油過(guò)程等等。然而，它們又都伴隨著各自的缺點(diǎn)，如溶劑萃取后殘砂固體中的溶劑回收問(wèn)題及溶劑泄露的環(huán)境問(wèn)題，熱裂解過(guò)程中能耗過(guò)高的問(wèn)題，微生物發(fā)酵的穩(wěn)定性及規(guī)?；瘑?wèn)題，這些都使得上述技術(shù)在工業(yè)化過(guò)程當(dāng)中遇到各種阻力，導(dǎo)致其最終未能在工業(yè)上實(shí)現(xiàn)規(guī)?；褂?。
[0004]從礦物組成上而言，與瀝青油礦共生的礦物質(zhì)分為硅酸鹽為主的共生礦物質(zhì)，或以碳酸鹽為主的礦物質(zhì)。上述各類研究以針對(duì)富含硅酸鹽的瀝青油礦，典型的如加拿大油砂。而對(duì)于碳酸鹽類型(富含碳酸鈣等)的瀝青油開(kāi)采還比較少，主要是由于此類型的瀝青油一般與礦物質(zhì)具有較強(qiáng)的作用力，而使得水洗法效果不佳。采用酸洗法處理此類瀝青油礦，可以有效的將其中的礦物質(zhì)組分溶解，而不影響瀝青油的質(zhì)量，能較好的起到高效提油的效果。然而，該技術(shù)面臨的一個(gè)重要問(wèn)題是:生產(chǎn)過(guò)程中有大量的廢液產(chǎn)生，廢液中含有豐富的鈣鹽、鐵鹽等物質(zhì)。因此，在開(kāi)采過(guò)程中解決廢水問(wèn)題也是一個(gè)主要的技術(shù)難題。
[0005]由此可見(jiàn)，運(yùn)行成本及環(huán)境問(wèn)題是目前瀝青油礦開(kāi)采，尤其是油潤(rùn)性碳酸鹽類油砂的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。為此，本發(fā)明專利將主要針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種處理富含碳酸鹽礦物質(zhì)的瀝青油礦的分離方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種低成本、高效、節(jié)能，可以用于處理富含碳酸鹽礦物質(zhì)的富含碳酸鹽油砂礦的連續(xù)分離回收的方法和裝置。
[0007]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)目的的技術(shù)方案如下:
[0008]—種富含碳酸鹽油砂礦的連續(xù)分離回收的方法和系統(tǒng)，步驟如下
[0009]⑴油砂礦物先經(jīng)過(guò)粉碎裝置粉碎，再與酸溶液混合反應(yīng)，得到含有瀝青油泡沫、氣體、溶液、殘?jiān)旌衔铮?br>[0010]⑵瀝青油泡沫經(jīng)過(guò)除氣過(guò)程后，采用溶劑稀釋，并將稀釋后的混合物送入固液分離系統(tǒng)進(jìn)行固液分離，獲得溶劑-瀝青油混合物清液、油水乳液及固體沉淀；
[0011]⑶所得溶劑-瀝青油混合物清液進(jìn)入溶劑回收系統(tǒng)將溶劑回收，同時(shí)獲得瀝青油產(chǎn)品；油水乳液及固體沉淀則進(jìn)入酸洗反應(yīng)裝置進(jìn)行反應(yīng)分離，再次回收剩余的瀝青油;在酸洗反應(yīng)裝置中回收瀝青質(zhì)及少量固體顆?；旌衔?，單獨(dú)采出；
[0012]⑷上述過(guò)程中產(chǎn)生的廢液及固體沉淀經(jīng)過(guò)過(guò)濾、反應(yīng)、結(jié)晶過(guò)程分別回收其中的礦物鹽成分；
[0013](5)上述酸洗、過(guò)濾過(guò)程產(chǎn)生的沉淀合并采用堿液進(jìn)行處理后重復(fù)使用。
[0014]而且，所述步驟⑴中與瀝青油礦混合反應(yīng)的酸溶液為乙酸、硝酸、鹽酸、氫碘酸、氫溴酸、甲酸等的一種或幾種的混合物，且酸溶液PH值大于0.1摩爾每升。
[0015]而且，所述步驟⑴中的混合反應(yīng)裝置為多級(jí)并聯(lián)交替連續(xù)式操作混合反應(yīng)器。
[0016]而且，所述步驟⑵中固液分離系統(tǒng)包括I?3級(jí)的液固重力沉降系統(tǒng)和I?3級(jí)的離心式分尚系統(tǒng)。
[0017]而且，所述步驟⑵中所加入的溶劑為庚烷、戊烷、己烷等飽和鏈烴溶劑的一種或多種，加入量為瀝青油泡沫質(zhì)量的0.5?5倍。
[0018]而且，所述步驟⑶中的酸洗液為步驟⑴酸洗液的一部分或新鮮的酸洗液，酸洗后所得上層油相回收至固液分離系統(tǒng)。
[0019]7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的富含碳酸鹽油砂礦的連續(xù)分離回收的方法，其特征在于:所述步驟⑷中可以是依次過(guò)濾、反應(yīng)、過(guò)濾、結(jié)晶，或者是依次為反應(yīng)、過(guò)濾、結(jié)晶的操作。
[0020]而且，所述步驟⑷中反應(yīng)過(guò)程是加入堿液進(jìn)行中和反應(yīng)和沉淀反應(yīng)，所加入的堿液為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、石灰水等堿性溶液，當(dāng)溶液PH大于5時(shí)停止加入堿液。
[0021]而且，所述步驟⑷中結(jié)晶過(guò)程為蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)程，包括溶液濃縮、結(jié)晶、固液分離、干燥等操作。
[0022]—種富含碳酸鹽油砂礦的連續(xù)分離回收的方法和系統(tǒng)，具體包括破碎裝置、混合反應(yīng)裝置、除氣裝置、固液分離裝置、蒸餾裝置、酸洗裝置、過(guò)濾裝置、中和反應(yīng)裝置、結(jié)晶裝置及各種物料輸送設(shè)備及管道設(shè)備；
[0023]破碎裝置物料出口連接混合反應(yīng)裝置，混合反應(yīng)裝置還制有液體物料進(jìn)口，液體物料進(jìn)口連接酸液儲(chǔ)罐，混合反應(yīng)裝置分別制有氣體出口、泡沫出口、液體出口以及固體殘?jiān)隹?，泡沫出口連接泡沫除氣裝置，液體出口連接酸洗反應(yīng)裝置，固體殘?jiān)隹谶B接殘?jiān)鼉艋b置，泡沫除氣裝置連接固液分離裝置，在連接管道上制有溶劑加料口，加入溶劑，固液分離裝置上部的油相出口連接溶劑回收裝置，溶劑與脫氣后的泡沫一起進(jìn)入固液分離裝置，固液分離裝置的上部油相出口連接溶劑回收裝置，溶劑回收裝置回收溶劑后剩余的瀝青油排出后去油品精煉；固液分離裝置下部的液體和固體出口連接酸洗反應(yīng)裝置，進(jìn)行再次酸洗，酸洗后的上層油相返回固液分離裝置，部分固體瀝青質(zhì)沉淀單獨(dú)采出，下層的液體和固體出口連接過(guò)濾裝置入口，過(guò)濾裝置固體殘?jiān)隹谶B接殘?jiān)鼉艋b置，過(guò)濾裝置液體出口連接中和沉淀單元，中和沉淀單元下部制有沉淀出口，中和沉淀單元液體出口連接結(jié)晶裝置。
[0024]本發(fā)明的獨(dú)特之處有如下幾點(diǎn):
[0025]1、本發(fā)明采用酸溶液與富含碳酸鹽的重質(zhì)油礦進(jìn)行混合反應(yīng)，原料方便易得，操作簡(jiǎn)單，常溫操作，效率高，降低了成本；
[0026]2、本發(fā)明瀝青油泡沫處理過(guò)程中，對(duì)乳液和固體沉淀采用酸洗法處理，可以很好的回收溶劑和油，大大減少了由于溶劑或油外排導(dǎo)致的環(huán)境問(wèn)題；
[0027]3、本發(fā)明對(duì)混合反應(yīng)系統(tǒng)和酸洗系統(tǒng)產(chǎn)生的溶液及固體沉淀，采用過(guò)濾、中和、沉淀及結(jié)晶的方式處理，有效的回收礦物中的各種有用成分，使得過(guò)程無(wú)害化排放，降低了環(huán)保處理成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1.一種富含碳酸鹽油砂礦的連續(xù)分離回收的方法和系統(tǒng)流程圖
[0029]物料編號(hào):1.富含碳酸鹽瀝青油礦;2.粉碎后的瀝青油礦;3.酸溶液I;4.氣體I; 5.瀝青油泡沫I; 6.酸溶液Π ; 7.固體殘?jiān)?8.氣體Π ; 9.瀝青油泡沫Π ; 10.新鮮溶劑;11.稀釋后的瀝青油泡沫；12.溶劑-瀝青油混合物；13.固體-溶液混合物；14.瀝青油產(chǎn)品；15.回收的溶劑;16.酸溶液m; 17.溶劑-瀝青油泡沫混合物；18.氣體m; 19.瀝青質(zhì)及少量固體顆粒混合物；20.固液混合物；21.濾渣；22.鹽溶液;23.堿液I; 24.堿性金屬沉淀；25.鈣鹽溶液；26.水Ι;27.鈣鹽;28.堿液Π ;29.殘油;30.水Π ;31.殘砂。
[0030]裝置編號(hào):Α.粉碎裝置;B.混合反應(yīng)裝置;C.除氣裝置;D.固液分離裝置;Ε.溶劑回收裝置;F.酸洗反應(yīng)裝置;G.過(guò)濾單元;H.中和沉淀單元;1.結(jié)晶裝置;J.殘?jiān)鼉艋b置。
【具體實(shí)施方式】
[0031]本發(fā)明提供了一種用于富含碳酸鹽的油砂礦分離的系統(tǒng)和方法，該分離方法使用酸溶液與瀝青油礦進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后所得的瀝青油泡沫用于溶劑稀釋及固液分離、酸洗等過(guò)程實(shí)現(xiàn)瀝青油純化處理;而所得反應(yīng)廢液及沉淀殘?jiān)鼊t采用過(guò)濾、中和沉淀、結(jié)晶等方法進(jìn)行分別回收，最終實(shí)現(xiàn)瀝青油分離提取及副產(chǎn)物分類回收的目的。該分離系統(tǒng)和方法不僅成功的將瀝青油和各種礦物有效的分離回收了，而且實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、高效的運(yùn)行目的。
[0032]本發(fā)明所述的富含碳酸鹽礦物質(zhì)的油砂分離方法包括如下主要裝置:粉碎裝置、混合反應(yīng)器、除氣裝置、酸洗反應(yīng)裝置、沉降裝置、固液分離裝置、蒸餾裝置、過(guò)濾裝置、結(jié)晶裝置及物料輸送設(shè)備等。
[0033]其具體操作步驟如下:
[0034]⑴富含碳酸鹽的油砂礦I經(jīng)粉碎裝置A粉碎后獲得小顆粒油砂礦2，由物料輸送機(jī)送至混合反應(yīng)器裝置B中與一元酸溶液3進(jìn)行混合反應(yīng)，溶解其中的礦物顆粒，獲得瀝青油泡沫混合物5、二氧化碳?xì)怏w4、鈣鹽溶液6及沙粒等沉淀7;
[0035]⑵獲得的瀝青油泡沫混合物5排出進(jìn)入除氣裝置C將泡沫中含有的二氧化碳?xì)怏w8除去，然后加入溶劑10對(duì)除氣后的泡沫9進(jìn)行稀釋;稀釋后的泡沫11進(jìn)入固液分離裝置D分為油相清液12、油水乳液及固體相沉淀13;油相清液采出并進(jìn)入溶劑回收單元E進(jìn)行分離，回收溶劑15并獲得瀝青油產(chǎn)品14，瀝青油產(chǎn)品可以直接去精煉成品油，此部分與其他方法獲得瀝青油的精煉方法相同；
[0036]⑶油水乳液及固體沉淀物13排出后進(jìn)入酸洗反應(yīng)裝置F進(jìn)行酸洗處理，所得上層油相17返回至固液分離裝置進(jìn)行二次分離;通過(guò)溶劑的萃取，在酸洗反應(yīng)裝置中還可以獲得瀝青質(zhì)及少量固體顆?；旌衔?9，則單獨(dú)采出處理，該成分粘度較大，可以從原始的油礦中分離出來(lái)，使瀝青油的產(chǎn)品14可以好的，防止大粘度的瀝青影響效率，影響裝置內(nèi)部的情況；
[0037]酸洗反應(yīng)裝置的氣體18排出；酸洗后產(chǎn)生的溶液及沙土沉淀19排出至過(guò)濾單元G過(guò)濾，獲得不含固體的濾渣21和鹽溶液22;
[0038]⑷上述溶液22加入中和沉淀單元，再加入堿液23除去雜原子堿性金屬沉淀24，所得鈣鹽溶液25進(jìn)入結(jié)晶裝置進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，獲得純鈣鹽27，水溶液26回收；
[0039](5)混合反應(yīng)裝置中的沉淀物7與酸洗槽中的溶液中的沉淀物21混合后加入到殘?jiān)鼉艋b置J，用適當(dāng)?shù)膲A水28洗滌獲得水30和殘砂31，可以重復(fù)利用進(jìn)行建筑或者修路。
[0040]本發(fā)明采用的酸溶液為一元，可以是乙酸、硝酸、鹽酸、氫碘酸、氫溴酸、甲酸等的一種或幾種的混合物，且酸溶液PH值小于I。所述酸溶液與重質(zhì)油礦的固液比為1:3-10。[0041 ]本發(fā)明中混合反應(yīng)裝置為多級(jí)并聯(lián)交替連續(xù)式操作混合反應(yīng)器。
[0042]本發(fā)明中固液分離裝置包括I?3級(jí)的液固重力沉降分離器和I?3級(jí)的離心式分離器，如離心機(jī)分離或者懸液分離。
[0043]本發(fā)明中采用戊烷、庚烷、己烷等的一種或幾種鏈烴溶劑的混合物對(duì)瀝青油泡沫進(jìn)行稀釋，使用量為瀝青油泡沫質(zhì)量的0.5?5倍。
[0044]本發(fā)明通過(guò)如下設(shè)備和技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0045]富含碳酸鹽瀝青油礦的分離提取過(guò)程的核心系統(tǒng)具體包括破碎裝置、混合反應(yīng)裝置、除氣裝置、固液分離裝置、蒸餾裝置、酸洗裝置、過(guò)濾裝置、中和反應(yīng)裝置、結(jié)晶裝置及各種物料輸送設(shè)備及管道設(shè)備。
[0046]破碎裝置物料出口連接混合反應(yīng)裝置，混合反應(yīng)裝置還制有液體物料進(jìn)口，液體物料進(jìn)口連接酸液儲(chǔ)罐，混合反應(yīng)裝置分別制有氣體出口、泡沫出口、液體出口以及固體殘?jiān)隹?，泡沫出口連接泡沫除氣裝置，液體出口連接酸洗反應(yīng)裝置，固體殘?jiān)隹谶B接殘?jiān)鼉艋b置，泡沫除氣裝置連接固液分離裝置，在連接管道上制有溶劑加料口，加入溶劑，固液分離裝置上部的油相出口連接溶劑回收裝置，溶劑與脫氣后的泡沫一起進(jìn)入固液分離裝置，固液分離裝置的上部油相出口連接溶劑回收裝置，溶劑回收裝置回收溶劑后剩余的瀝青油排出后去油品精煉；固液分離裝置下部的液體和固體出口連接酸洗反應(yīng)裝置，進(jìn)行再次酸洗，酸洗后的上層油相返回固液分離裝置，部分固體瀝青質(zhì)沉淀單獨(dú)采出，下層的液體和固體出口連接過(guò)濾裝置入口，過(guò)濾裝置固體殘?jiān)隹谶B接殘?jiān)鼉艋b置，過(guò)濾裝置液體出口連接中和沉淀單元，中和沉淀單元下部制有沉淀出口，中和沉淀單元液體出口連接結(jié)晶裝置。
[0047]工藝實(shí)施的具體操作步驟:
[0048]⑴富含碳酸鹽的重質(zhì)油礦經(jīng)粉碎機(jī)A粉碎至5cm以內(nèi)，由物料輸送機(jī)送至混合反應(yīng)器裝置B中與濃度大于0.1摩爾/升的酸溶液進(jìn)行混合反應(yīng)。
[0049]⑵溶解完重質(zhì)油礦物顆粒，獲得重質(zhì)油泡沫混合物、氣體、溶液及沉淀。
[0050]⑶獲得的重質(zhì)油泡沫排出進(jìn)入除氣裝置C將泡沫中含有的二氧化碳?xì)怏w除去，然后加入相當(dāng)于泡沫體積0.5?5倍的溶劑對(duì)除氣后的泡沫進(jìn)行稀釋。
[0051 ]⑷稀釋后的泡沫進(jìn)入固液分離裝置D分為油相清液、油水乳液及固體相沉淀；油相清液采出并進(jìn)入溶劑回收單元進(jìn)行分離，回收溶劑并獲得重質(zhì)油產(chǎn)品；油水乳液及固體沉淀物排出后進(jìn)入酸洗反應(yīng)裝置F進(jìn)行酸洗處理，所得上層油相返回至固液分離裝置D進(jìn)行分離，另一部分瀝青油固體(瀝青質(zhì))則采出作為副產(chǎn)品之一。
[0052](5)酸洗后產(chǎn)生的溶液及沉淀進(jìn)行過(guò)濾，獲得不含固體的溶液;上述溶液中加入堿液除去雜原子，所得鈣鹽溶液進(jìn)行濃縮。濃縮后的溶液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，獲得產(chǎn)品。
[0053](6)混合反應(yīng)裝置中的沉淀物與酸洗裝置中排出的溶液中的沉淀物混合后用適當(dāng)?shù)膲A水洗滌后安全排放。
[0054]下面，對(duì)本發(fā)明用以下實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，但不限于以下實(shí)施例。
[0055]實(shí)施例1:
[0056]—種富含碳酸鹽油砂礦的連續(xù)分離系統(tǒng)和方法，具體操作如下:
[0057]⑴經(jīng)過(guò)粉碎裝置A粉碎的油砂15kg(碳酸鹽含量42%，最大粒徑0.5cm)送入混合-反應(yīng)器B中(三個(gè)反應(yīng)器并聯(lián)交替使用)與pH為I的鹽酸按照固液比為1:30(質(zhì)量比)于常溫下充分混合并反應(yīng)I小時(shí)。
[0058]⑵所得瀝青泡沫經(jīng)過(guò)除氣操作后加入0.5倍體積的戊烷進(jìn)行固液分離(二級(jí)沉降與一級(jí)離心)，分離所得上層油相清液中水分含量小于3.5%，固含量小于1.5%，進(jìn)入E中進(jìn)行分離，回收溶劑，同時(shí)獲得瀝青油產(chǎn)品14，瀝青油產(chǎn)品中瀝青質(zhì)含量小于10 %。
[0059]⑶固液分離裝置D所得的乳液和固體沉淀送往酸洗反應(yīng)裝置F洗滌，上層油相循環(huán)至固液分離裝置D，固體瀝青質(zhì)16則單獨(dú)提取排出。
[0060]⑷酸洗反應(yīng)裝置F所得廢液及殘?jiān)惩脸恋斫?jīng)過(guò)G過(guò)濾后，加入氫氧化鈉于中和反應(yīng)裝置H中進(jìn)行中和沉淀，將褐色沉淀濾出，所得溶液進(jìn)行結(jié)晶。
[0061](5)混合反應(yīng)裝置B中的沉淀物與酸洗反應(yīng)裝置F中的溶液中的沉淀物在殘?jiān)鼉艋b置J中混合后用適當(dāng)?shù)膲A水洗滌后安全排放。
[0062]最終獲得氯化鈣晶體純度99.1%,褐色沉淀中氫氧化鐵含量92.5 %，殘?jiān)腆w中性。
[0063]實(shí)施例2:
[0064]—種富含碳酸鹽油砂礦的連續(xù)分離系統(tǒng)和方法，具體操作如下:
[0065]⑴經(jīng)過(guò)粉碎裝置A粉碎的油砂15kg(碳酸鹽含量61%，最大粒徑5cm)送入混合-反應(yīng)器B中(四個(gè)反應(yīng)器并聯(lián)交替使用)與濃度為5摩爾/升的氫溴酸按照固液比為1:3(質(zhì)量比)于常溫下充分混合，反應(yīng)120min。
[0066]⑵所得瀝青泡沫經(jīng)過(guò)除氣操作后加入5倍體積的庚烷進(jìn)行固液分離(一級(jí)沉降與三級(jí)離心)，分離所得上層油相清液中水分含量小于1.5%，固含量小于1.5%，進(jìn)入E中進(jìn)行分離，回收溶劑，同時(shí)獲得瀝青油產(chǎn)品14，瀝青油產(chǎn)品中瀝青質(zhì)含量小于5 %。
[0067]⑶固液分離裝置D所得的乳液和固體沉淀送往酸洗反應(yīng)裝置F洗滌，上層油相循環(huán)至固液分離裝置D，固體瀝青質(zhì)16則單獨(dú)提取排出。
[0068]⑷酸洗反應(yīng)裝置F所得廢液及殘?jiān)惩脸恋斫?jīng)過(guò)G過(guò)濾后，加入石灰水于中和反應(yīng)裝置H中進(jìn)行中和沉淀，將褐色沉淀濾出，所得溶液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶。
[0069](5)混合反應(yīng)裝置B中的沉淀物與酸洗反應(yīng)裝置F中的溶液中的沉淀物在殘?jiān)鼉艋b置J中混合后用適當(dāng)?shù)膲A水洗滌后安全排放。
[0070]最終獲得溴化鈣晶體純度99.8%,褐色沉淀中氫氧化鐵含量94.3%，殘?jiān)腆w中性。
[0071]實(shí)施例3:
[0072]—種富含碳酸鹽油砂礦的連續(xù)分離系統(tǒng)和方法，具體操作如下:
[0073]⑴經(jīng)過(guò)粉碎裝置A粉碎的油泥15kg(碳酸鹽含量56%，最大粒徑1.5cm)送入混合-反應(yīng)器B中(三個(gè)反應(yīng)器并聯(lián)交替使用)與濃度為3摩爾/升的硝酸按照固-液比為1:3(質(zhì)量比)于常溫下充分混合，反應(yīng)120min。
[0074]⑵所得瀝青泡沫經(jīng)過(guò)除氣操作后加入5倍體積的己烷進(jìn)行固液分離(兩級(jí)沉降與三級(jí)懸液)，分離所得上層油相清液中水分含量小于1.5%，固含量小于1.5%，進(jìn)入E中進(jìn)行分離，回收溶劑，同時(shí)獲得瀝青油產(chǎn)品14，瀝青油產(chǎn)品中瀝青質(zhì)含量小于5.5 %。
[0075]⑶固液分離裝置D所得的乳液和固體沉淀送往酸洗反應(yīng)裝置F洗滌，上層油相循環(huán)至固液分離裝置D，固體瀝青質(zhì)16則單獨(dú)提取排出。
[0076]⑷酸洗反應(yīng)裝置F所得廢液及殘?jiān)惩脸恋斫?jīng)過(guò)G過(guò)濾后，加入氫氧化鈉溶液于中和反應(yīng)裝置H中進(jìn)行中和沉淀，將褐色沉淀濾出，所得溶液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶。
[0077](5)混合反應(yīng)裝置B中的沉淀物與酸洗反應(yīng)裝置F中的溶液中的沉淀物在殘?jiān)鼉艋b置J中混合后用適當(dāng)?shù)膲A水洗滌后安全排放。
[0078]最終獲得硝酸鈣晶體純度97.8%,褐色沉淀中氫氧化鐵含量93.7 %，殘?jiān)腆w中性。
[0079]實(shí)施例4:
[0080]一種富含碳酸鹽油砂礦的連續(xù)分離系統(tǒng)和方法，具體操作如下:
[0081]⑴經(jīng)過(guò)粉碎裝置A粉碎的油頁(yè)巖15kg(碳酸鹽含量52%，最大粒徑5cm)送入混合-反應(yīng)器B中(三個(gè)反應(yīng)器并聯(lián)交替使用)與濃度為5摩爾/升的乙酸按照固-液比為1:3(質(zhì)量比)于65°C下混合，反應(yīng)30min，混合反應(yīng)裝置為兩級(jí)串聯(lián)，即一級(jí)為混合反應(yīng)，另一級(jí)為浮選。
[0082]⑵所得瀝青泡沫經(jīng)過(guò)C除氣操作后加入5倍體積的戊烷和己烷混合液(體積比，1:1)進(jìn)行固液分離(兩級(jí)沉降與兩級(jí)懸液分離D)，分離所得上層油相清液中水分含量小于1.2%，固含量小于1.5%，進(jìn)入E中進(jìn)行分離，回收溶劑，同時(shí)獲得瀝青油產(chǎn)品14，瀝青油產(chǎn)品中瀝青質(zhì)含量小于5.5%。
[0083]⑶固液分離裝置D所得的乳液和固體沉淀送往酸洗反應(yīng)裝置F洗滌，上層油相循環(huán)至固液分離裝置D，固體瀝青質(zhì)16則單獨(dú)提取排出。
[0084]⑷酸洗反應(yīng)裝置F所得廢液及殘?jiān)惩脸恋斫?jīng)過(guò)G過(guò)濾后，加入氫氧化鈉溶液于中和反應(yīng)裝置H中進(jìn)行中和沉淀，將褐色沉淀濾出，所得溶液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶。
[0085](5)混合反應(yīng)裝置B中的沉淀物與酸洗反應(yīng)裝置F中的溶液中的沉淀物在殘?jiān)鼉艋b置J中混合后用適當(dāng)?shù)膲A水洗滌后安全排放。
[0086]最終獲得乙酸鈣純度97.5%，褐色沉淀中氫氧化鐵含量93.4%，殘?jiān)腆w中性。
[0087]實(shí)施例5:
[0088]—種富含碳酸鹽油砂礦的連續(xù)分離系統(tǒng)和方法，具體操作如下:
[0089]⑴經(jīng)過(guò)粉碎裝置A粉碎的油砂15kg(碳酸鹽含量52%，最大粒徑3cm)送入混合-反應(yīng)器B中(兩個(gè)反應(yīng)器并聯(lián)交替使用)與濃度為10摩爾/升的甲酸按照固-液比為1:2(質(zhì)量比)于25 °C下充分混合，反應(yīng)30min，混合反應(yīng)裝置為兩級(jí)并聯(lián)，即兩級(jí)混合反應(yīng)器交替進(jìn)行反應(yīng)和靜置分層操作。
[0090]⑵所得瀝青泡沫經(jīng)過(guò)C除氣操作后加入5倍體積的戊烷進(jìn)行固液分離(兩級(jí)沉降與兩級(jí)懸液分離D)，分離所得上層油相清液中水分含量小于2.5%，固含量小于1.5%，進(jìn)入E中進(jìn)行分離，回收溶劑，同時(shí)獲得瀝青油產(chǎn)品14，瀝青油產(chǎn)品中瀝青質(zhì)含量小于4%。
[0091]⑶固液分離裝置D所得的乳液和固體沉淀送往酸洗反應(yīng)裝置F洗滌，上層油相循環(huán)至固液分離裝置D，固體瀝青質(zhì)16則單獨(dú)提取排出。
[0092]⑷酸洗反應(yīng)裝置F所得廢液及殘?jiān)惩脸恋砑尤霘溲趸c溶液于中和反應(yīng)裝置中進(jìn)行中和沉淀，將褐色沉淀及殘砂濾出，所得溶液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶。
[0093](5)混合反應(yīng)裝置B中的沉淀物與過(guò)濾器中所得的濾渣在殘?jiān)鼉艋b置J中混合后用適當(dāng)?shù)膲A水洗滌后安全排放。
[0094]最終獲得甲酸鈣純度98.9%，殘?jiān)腆w中性。
[0095]本發(fā)明提出的一種富含碳酸鹽瀝青油礦分離的系統(tǒng)和方法，已通過(guò)較佳實(shí)施例子進(jìn)行了描述，相關(guān)技術(shù)人員明顯能在不脫離本
【發(fā)明內(nèi)容】
、精神和范圍內(nèi)對(duì)本文所述的結(jié)構(gòu)和技術(shù)方法進(jìn)行改動(dòng)或適當(dāng)變更與組合，來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明技術(shù)。特別需要指出的是，所有相類似的替換和改動(dòng)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，他們都被視為包括在本發(fā)明精神、范圍和內(nèi)容中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種富含碳酸鹽油砂礦的連續(xù)分離回收的方法和系統(tǒng)，其特征在于:步驟如下 ⑴油砂礦物先經(jīng)過(guò)粉碎裝置粉碎，再與酸溶液混合反應(yīng)，得到含有瀝青油泡沫、氣體、溶液、殘?jiān)旌衔铮?⑵瀝青油泡沫經(jīng)過(guò)除氣過(guò)程后，采用溶劑稀釋，并將稀釋后的混合物進(jìn)入固液分離裝置進(jìn)行固液分離，獲得溶劑-瀝青油混合物清液、油水乳液及固體沉淀； (3)所得溶劑-瀝青油混合物清液進(jìn)入溶劑回收裝置將溶劑回收，同時(shí)獲得瀝青油產(chǎn)品；油水乳液及固體沉淀則進(jìn)入酸洗反應(yīng)裝置進(jìn)行反應(yīng)分離，再次回收剩余的瀝青油;在酸洗反應(yīng)裝置中回收瀝青質(zhì)及少量固體顆?；旌衔铮瑔为?dú)采出； ⑷上述過(guò)程中產(chǎn)生的廢液及固體沉淀經(jīng)過(guò)過(guò)濾、反應(yīng)、結(jié)晶過(guò)程分別回收其中的礦物鹽成分； (5)上述酸洗、過(guò)濾過(guò)程產(chǎn)生的沉淀合并采用堿液進(jìn)行處理后重復(fù)使用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富含碳酸鹽油砂礦的連續(xù)分離回收的方法，其特征在于:所述步驟⑴中與瀝青油礦混合反應(yīng)的酸溶液為乙酸、硝酸、鹽酸、氫碘酸、氫溴酸、甲酸等的一種或幾種的混合物，且酸溶液濃度大于0.1摩爾每升。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富含碳酸鹽油砂礦的連續(xù)分離回收的方法，其特征在于:所述步驟⑴中的混合反應(yīng)裝置為多級(jí)(2?5級(jí))并聯(lián)交替連續(xù)式操作混合反應(yīng)器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富含碳酸鹽油砂礦的分離回收的方法和系統(tǒng)，其特征在于:所述步驟⑵中固液分離裝置包括I?3級(jí)的液固重力沉降裝置和I?3級(jí)的離心式分離裝置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富含碳酸鹽油砂礦的連續(xù)分離回收的方法，其特征在于:所述步驟⑵中所加入的溶劑為庚烷、戊烷、己烷等飽和鏈烴溶劑的一種或多種，加入量為瀝青油泡沫質(zhì)量的0.5?5倍。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富含碳酸鹽油砂礦的連續(xù)分離回收的方法，其特征在于:所述步驟⑶中的酸洗液為步驟⑴酸洗液的一部分或新鮮的酸洗液，酸洗后所得上層油相回收至固液分離裝置。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富含碳酸鹽油砂礦的連續(xù)分離回收的方法，其特征在于:所述步驟⑷中可以是依次過(guò)濾、反應(yīng)、過(guò)濾、結(jié)晶，或者是依次為反應(yīng)、過(guò)濾、結(jié)晶的操作。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富含碳酸鹽油砂礦的連續(xù)分離回收的方法，其特征在于:所述步驟⑷中反應(yīng)過(guò)程是加入堿液進(jìn)行中和反應(yīng)和沉淀反應(yīng)，所加入的堿液為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、石灰水等堿性溶液，當(dāng)溶液pH大于5時(shí)停止加入堿液。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富含碳酸鹽油砂礦的連續(xù)分離回收的方法，其特征在于:所述步驟⑷中結(jié)晶過(guò)程為蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)程，包括溶液濃縮、結(jié)晶、固液分離、干燥等操作。10.—種富含碳酸鹽油砂礦的連續(xù)分離回收的裝置，其特征在于:具體包括破碎裝置、混合反應(yīng)裝置、除氣裝置、固液分離裝置、蒸餾裝置、酸洗裝置、過(guò)濾裝置、中和反應(yīng)裝置、結(jié)晶裝置及各種物料輸送設(shè)備及管道設(shè)備； 破碎裝置物料出口連接混合反應(yīng)裝置，混合反應(yīng)裝置還制有液體物料進(jìn)口，液體物料進(jìn)口連接酸液儲(chǔ)罐，混合反應(yīng)裝置分別制有氣體出口、泡沫出口、液體出口以及固體殘?jiān)隹?，泡沫出口連接泡沫除氣裝置，液體出口連接酸洗反應(yīng)裝置，固體殘?jiān)隹谶B接殘?jiān)鼉艋b置，泡沫除氣裝置連接固液分離裝置，在連接管道上制有溶劑加料口，加入溶劑，固液分離裝置上部的油相出口連接溶劑回收裝置，溶劑與脫氣后的泡沫一起進(jìn)入固液分離裝置，固液分離裝置的上部油相出口連接溶劑回收裝置，溶劑回收裝置回收溶劑后剩余的瀝青油排出后去油品精煉；固液分離裝置下部的液體和固體出口連接酸洗反應(yīng)裝置，進(jìn)行再次酸洗，酸洗后的上層油相返回固液分離裝置，部分固體瀝青質(zhì)沉淀單獨(dú)采出，下層的液體和固體出口連接過(guò)濾裝置入口，過(guò)濾裝置固體殘?jiān)隹谶B接殘?jiān)鼉艋b置，過(guò)濾裝置液體出口連接中和沉淀單元，中和沉淀單元下部制有沉淀出口，中和沉淀單元液體出口連接結(jié)晶裝置。
【文檔編號(hào)】C10G1/04GK105925298SQ201610301074
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月9日
【發(fā)明人】李研, 程婧
【申請(qǐng)人】天津海威歐能源科技有限責(zé)任公司