技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于處理含碳酸鹽礦物質(zhì)的重質(zhì)油資源的分離開采方法和系統(tǒng)，屬于化工分離及反應工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及破碎、反應、沉降、過濾、蒸餾、結(jié)晶等方法。

背景技術(shù)

重質(zhì)油礦(如，油砂、油頁巖、落地油、油泥等)是一種由重質(zhì)油(或瀝青)、沙粒、粘土和少量水組成的復雜混合物。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)可采儲量約為6510億桶，主要分布在加拿大、委內(nèi)瑞拉、美國、俄羅斯、印尼和中國等地，是一種很有潛力的石油替代能源。

油砂的開采依據(jù)其自身理化性質(zhì)及地質(zhì)條件可以分為露天開采和原地開采。對于加拿大的水潤型油砂，當?shù)V產(chǎn)埋藏深度小于75米時，工業(yè)上主要采用熱堿水洗工藝對油砂進行分離；而當油砂礦埋藏深度大于75米時，則采用原地開采方法，如向地底層注入熱蒸汽、熱溶劑等等。然而，對于油潤性油砂，如美國猶他州油砂、印尼油砂及中國新疆油砂則無法有效的利用熱堿水洗的工藝對油砂瀝青進行分離。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)，US 3392105(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)(CN103289715A，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，比如，溶劑萃取技術(shù)具有萃取率高、萃取過程不需要水的參與、可常溫下操作、溶劑可循環(huán)使用等優(yōu)點；熱裂解技術(shù)可以實現(xiàn)重質(zhì)油萃取與煉油集成處理，減少了工藝過程；微生物發(fā)酵技術(shù)可以實現(xiàn)溫和的提油過程等等。然而，它們又都伴隨著各自的缺點，如溶劑萃取后殘砂固體中的溶劑回收問題及溶劑泄露的環(huán)境問題，熱裂解過程中能耗過高的問題，微生物發(fā)酵的穩(wěn)定性及規(guī)模化問題，這些都使得上述技術(shù)在工業(yè)化過程當中遇到各種阻力，導致其最終未能在工業(yè)上實現(xiàn)規(guī)模化使用。

從礦物組成上而言，與重質(zhì)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富含硅酸鹽的重質(zhì)油礦，典型的如加拿大油砂。而對于碳酸鹽類型(富含碳酸鈣等)的重質(zhì)油開采還比較少，主要是由于此類型的重質(zhì)油一般與礦物質(zhì)具有較強的作用力，而使得水洗法效果不佳。采用酸洗法處理此類重質(zhì)油礦，可以有效的將其中的礦物質(zhì)組分溶解，而不影響重質(zhì)油的質(zhì)量，能較好的起到高效提油的效果。然而，該技術(shù)面臨的一個重要問題是：生產(chǎn)過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，在開采過程中解決廢水問題也是一個主要的技術(shù)難題。

由此可見，運行成本及環(huán)境問題是目前重質(zhì)油礦開采，尤其是油潤性碳酸鹽類油砂，的關(guān)鍵技術(shù)問題。為此，本發(fā)明專利將主要針對上述問題，提出一種處理富含碳酸鹽礦物質(zhì)的重質(zhì)油礦的分離方法。

發(fā)明內(nèi)容

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)的重質(zhì)油礦資源，如油砂、頁巖油、落地油、油泥等的分離開采方法和系統(tǒng)。

本發(fā)明通過如下設(shè)備和技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種用于處理含碳酸鹽礦物質(zhì)的重質(zhì)油資源的分離開采方法和系統(tǒng)，其特征在于，操作步驟如下：

⑴重質(zhì)油礦物先經(jīng)過粉碎裝置粉碎，再與一元酸溶液混合反應，得到含有重質(zhì)油泡沫、氣體、鈣鹽溶液、殘渣混合物；

⑵重質(zhì)油泡沫經(jīng)過除氣過程后，采用溶劑稀釋，并對稀釋后的混合物進入固液分離裝置進行固液分離，獲得溶劑重質(zhì)油混合物清液、油水乳液及固體沉淀；

⑶所得溶劑重質(zhì)油混合物清液進入溶劑回收裝置將溶劑回收，同時獲得重質(zhì)油產(chǎn)品；而油水乳液及固體沉淀則進入酸洗裝置進行反應分離；

⑷酸洗裝置產(chǎn)生氣體、溶劑油、溶液、瀝青質(zhì)及沙土，所得溶劑油返回至固液分離裝置，瀝青質(zhì)經(jīng)過富集單獨提取出；

⑸步驟⑷酸洗產(chǎn)生的鹽溶液及沙土殘渣經(jīng)過過濾、反應、結(jié)晶后回收其中的鹽產(chǎn)品；

⑹步驟⑴產(chǎn)生的殘渣混合物與步驟⑸過濾產(chǎn)生的沙土殘渣經(jīng)過堿中和后排放或者回收利用。

而且，所處理的重質(zhì)油礦為富含碳酸鹽礦物質(zhì)的重質(zhì)油礦，如油砂、頁巖油、落地油、油泥。

而且，所述步驟⑴中與重質(zhì)油礦混合反應的酸溶液為氫溴酸、甲酸，且酸溶液pH值小于1。