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、油頁巖、落地油泥等，在一定情況下與所配置的溶液及化學添加劑混合，發(fā)生反應(yīng)，將瀝青油礦中的礦物質(zhì)溶解，從而達到將瀝青油與礦物顆粒分離的目標。分離后的瀝青油經(jīng)過后續(xù)加工處理，進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；而過程所產(chǎn)生的廢液和礦物質(zhì)沉淀則進行分別回收處理，最終實現(xiàn)無害化排放。這不僅有效的將瀝青油從礦中提取出來，而且極大的節(jié)約能源，實現(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、過濾、蒸餾、結(jié)晶等方法。
【背景技術(shù)】
[0002]瀝青油礦(如，油砂、油頁巖、落地油、油泥等)是一種由瀝青油(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。
[0003]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)，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，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)瀝青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)?；褂谩?br>[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富含硅酸鹽的瀝青油礦，典型的如加拿大油砂。而對于碳酸鹽類型(富含碳酸鈣等)的瀝青油開采還比較少，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。
[0005]由此可見，運行成本及環(huán)境問題是目前瀝青油礦開采，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、殘渣混合物；
[0010]⑵瀝青油泡沫經(jīng)過除氣過程后，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入溶劑回收系統(tǒng)將溶劑回收，同時獲得瀝青油產(chǎn)品；油水乳液及固體沉淀則進入酸洗反應(yīng)裝置進行反應(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?；旌衔铮瑔为毑沙?；
[0012]⑷上述過程中產(chǎn)生的廢液及固體沉淀經(jīng)過過濾、反應(yīng)、結(jié)晶過程分別回收其中的礦物鹽成分；
[0013](5)上述酸洗、過濾過程產(chǎn)生的沉淀合并采用堿液進行處理后重復使用。
[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級的液固重力沉降系統(tǒng)和I?3級的離心式分尚系統(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中可以是依次過濾、反應(yīng)、過濾、結(jié)晶，或者是依次為反應(yīng)、過濾、結(jié)晶的操作。
[0020]而且，所述步驟⑷中反應(yīng)過程是加入堿液進行中和反應(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，當溶液PH大于5時停止加入堿液。
[0021]而且，所述步驟⑷中結(jié)晶過程為蒸發(fā)結(jié)晶過程，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口，液體物料進口連接酸液儲罐，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渣出口，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，固體殘渣出口連接殘渣凈化裝置，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)沉淀單獨采出，下層的液體和固體出口連接過濾裝置入口，過濾裝置固體殘渣出口連接殘渣凈化裝置，過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)明的獨特之處有如下幾點:
[0025]1、本發(fā)明采用酸溶液與富含碳酸鹽的重質(zhì)油礦進行混合反應(yīng)，原料方便易得，操作簡單，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程中，對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致的環(huán)境問題；
[0027]3、本發(fā)明對混合反應(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，使得過程無害化排放，降低了環(huán)保處理成本，提高了經(jīng)濟效益。
【附圖說明】
[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: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.固體殘渣;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?；旌衔?；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: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.過濾單元;H.中和沉淀單元;1.結(jié)晶裝置;J.殘渣凈化裝置。
【具體實施方式】
[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、酸洗等過程實現(xiàn)瀝青油純化處理;而所得反應(yīng)廢液及沉淀殘渣則采用過濾、中和沉淀、結(jié)晶等方法進行分別回收，最終實現(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，而且實現(xiàn)了經(jīng)濟、節(jié)能、高效的運行目的。
[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，由物料輸送機送至混合反應(yīng)器裝置B中與一元酸溶液3進行混合反應(yīng)，溶解其中的礦物顆粒，獲得瀝青油泡沫混合物5、二氧化碳氣體4、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排出進入除氣裝置C將泡沫中含有的二氧化碳氣體8除去，然后加入溶劑10對除氣后的泡沫9進行稀釋;稀釋后的泡沫11進入固液分離裝置D分為油相清液12、油水乳液及固體相沉淀13;油相清液采出并進入溶劑回收單元E進行分離，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排出后進入酸洗反應(yīng)裝置F進行酸洗處理，所得上層油相17返回至固液分離裝置進行二次分離;通過溶劑的萃取，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，則單獨采出處理，該成分粘度較大，可以從原始的油礦中分離出來，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排出至過濾單元G過濾，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進入結(jié)晶裝置進行蒸發(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混合后加入到殘渣凈化裝置J，用適當?shù)膲A水28洗滌獲得水30和殘砂31，可以重復利用進行建筑或者修路。
[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級的液固重力沉降分離器和I?3級的離心式分離器，如離心機分離或者懸液分離。
[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瀝青油泡沫進行稀釋，使用量為瀝青油泡沫質(zhì)量的0.5?5倍。
[0044]本發(fā)明通過如下設(shè)備和技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0045]富含碳酸鹽瀝青油礦的分離提取過程的核心系統(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口，液體物料進口連接酸液儲罐，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渣出口，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，固體殘渣出口連接殘渣凈化裝置，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)沉淀單獨采出，下層的液體和固體出口連接過濾裝置入口，過濾裝置固體殘渣出口連接殘渣凈化裝置，過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A粉碎至5cm以內(nèi)，由物料輸送機送至混合反應(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)油泡沫排出進入除氣裝置C將泡沫中含有的二氧化碳氣體除去，然后加入相當于泡沫體積0.5?5倍的溶劑對除氣后的泡沫進行稀釋。
[0051 ]⑷稀釋后的泡沫進入固液分離裝置D分為油相清液、油水乳液及固體相沉淀；油相清液采出并進入溶劑回收單元進行分離，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入酸洗反應(yīng)裝置F進行酸洗處理，所得上層油相返回至固液分離裝置D進行分離，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)生的溶液及沉淀進行過濾，獲得不含固體的溶液;上述溶液中加入堿液除去雜原子，所得鈣鹽溶液進行濃縮。濃縮后的溶液進行蒸發(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?shù)膲A水洗滌后安全排放。
[0054]下面，對本發(fā)明用以下實施例進行說明，但不限于以下實施例。
[0055]實施例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。
[0058]⑵所得瀝青泡沫經(jīng)過除氣操作后加入0.5倍體積的戊烷進行固液分離(二級沉降與一級離心)，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%，進入E中進行分離，回收溶劑，同時獲得瀝青油產(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則單獨提取排出。
[0060]⑷酸洗反應(yīng)裝置F所得廢液及殘渣沙土沉淀經(jīng)過G過濾后，加入氫氧化鈉于中和反應(yīng)裝置H中進行中和沉淀，將褐色沉淀濾出，所得溶液進行結(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渣凈化裝置J中混合后用適當?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 %，殘渣固體中性。
[0063]實施例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)過除氣操作后加入5倍體積的庚烷進行固液分離(一級沉降與三級離心)，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%，進入E中進行分離，回收溶劑，同時獲得瀝青油產(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則單獨提取排出。
[0068]⑷酸洗反應(yīng)裝置F所得廢液及殘渣沙土沉淀經(jīng)過G過濾后，加入石灰水于中和反應(yīng)裝置H中進行中和沉淀，將褐色沉淀濾出，所得溶液進行蒸發(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渣凈化裝置J中混合后用適當?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%，殘渣固體中性。
[0071]實施例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)過除氣操作后加入5倍體積的己烷進行固液分離(兩級沉降與三級懸液)，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%，進入E中進行分離，回收溶劑，同時獲得瀝青油產(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則單獨提取排出。
[0076]⑷酸洗反應(yīng)裝置F所得廢液及殘渣沙土沉淀經(jīng)過G過濾后，加入氫氧化鈉溶液于中和反應(yīng)裝置H中進行中和沉淀，將褐色沉淀濾出，所得溶液進行蒸發(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渣凈化裝置J中混合后用適當?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 %，殘渣固體中性。
[0079]實施例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)過粉碎裝置A粉碎的油頁巖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)裝置為兩級串聯(lián)，即一級為混合反應(yīng)，另一級為浮選。
[0082]⑵所得瀝青泡沫經(jīng)過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)進行固液分離(兩級沉降與兩級懸液分離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%，進入E中進行分離，回收溶劑，同時獲得瀝青油產(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則單獨提取排出。
[0084]⑷酸洗反應(yīng)裝置F所得廢液及殘渣沙土沉淀經(jīng)過G過濾后，加入氫氧化鈉溶液于中和反應(yīng)裝置H中進行中和沉淀，將褐色沉淀濾出，所得溶液進行蒸發(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渣凈化裝置J中混合后用適當?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%，殘渣固體中性。
[0087]實施例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)裝置為兩級并聯(lián)，即兩級混合反應(yīng)器交替進行反應(yīng)和靜置分層操作。
[0090]⑵所得瀝青泡沫經(jīng)過C除氣操作后加入5倍體積的戊烷進行固液分離(兩級沉降與兩級懸液分離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%，進入E中進行分離，回收溶劑，同時獲得瀝青油產(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則單獨提取排出。
[0092]⑷酸洗反應(yīng)裝置F所得廢液及殘渣沙土沉淀加入氫氧化鈉溶液于中和反應(yīng)裝置中進行中和沉淀，將褐色沉淀及殘砂濾出，所得溶液進行蒸發(fā)結(jié)晶。
[0093](5)混合反應(yīng)裝置B中的沉淀物與過濾器中所得的濾渣在殘渣凈化裝置J中混合后用適當?shù)膲A水洗滌后安全排放。
[0094]最終獲得甲酸鈣純度98.9%，殘渣固體中性。
[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，已通過較佳實施例子進行了描述，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)對本文所述的結(jié)構(gòu)和技術(shù)方法進行改動或適當變更與組合，來實現(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對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，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】
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、殘渣混合物； ⑵瀝青油泡沫經(jīng)過除氣過程后，采用溶劑稀釋，并將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-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入溶劑回收裝置將溶劑回收，同時獲得瀝青油產(chǎn)品；油水乳液及固體沉淀則進入酸洗反應(yīng)裝置進行反應(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?；旌衔铮瑔为毑沙?； ⑷上述過程中產(chǎn)生的廢液及固體沉淀經(jīng)過過濾、反應(yīng)、結(jié)晶過程分別回收其中的礦物鹽成分； (5)上述酸洗、過濾過程產(chǎn)生的沉淀合并采用堿液進行處理后重復使用。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(2?5級)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級的液固重力沉降裝置和I?3級的離心式分離裝置。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中可以是依次過濾、反應(yīng)、過濾、結(jié)晶，或者是依次為反應(yīng)、過濾、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)過程是加入堿液進行中和反應(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，當溶液pH大于5時停止加入堿液。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)晶過程為蒸發(fā)結(jié)晶過程，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口，液體物料進口連接酸液儲罐，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渣出口，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，固體殘渣出口連接殘渣凈化裝置，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)沉淀單獨采出，下層的液體和固體出口連接過濾裝置入口，過濾裝置固體殘渣出口連接殘渣凈化裝置，過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】C10G1/04GK105925298SQ201610301074
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月9日
【發(fā)明人】李研, 程婧
【申請人】天津海威歐能源科技有限責任公司