一种含重质原油的油砂或油泥的预浸提辅助溶剂萃取方法

本发明属于石油化工领域的产品分离及固废处理，具体涉及一种含重质原油的油砂或油泥的预浸提辅助溶剂萃取方法。

背景技术：

1、随着轻质原油的逐渐枯竭，油砂和稠油等非常规石油资源的开采量逐年上升。油砂是沥青等重油与砂石或粘土颗粒等共生矿物紧密结合的混合物，油砂资源储量丰富，开发油砂中富集的重油资源，可以作为常规石油资源的替代品，在世界能源供给中起到至关重要的作用。含油污泥是石油开采和炼化过程中产生的主要污染物之一，随着剩余原油越发趋于重质化，被重质原油污染的油泥数量不断增加。对于油砂和含油污泥，其油相组成中的沥青质等重质组分含量越高，越难处理。石油生产加工过程中产生的含油废弃物是被收录于《国家危险废物名录》中的有害废物(hw08)，若处理不当会污染生态环境，危害人体健康。随着国家环保法规标准对含油废弃物处理要求不断提高，因而高效分离油砂中的沥青，减少尾砂中的沥青残留，以及对含油污泥进行无害化处理和资源化利用是行业面临的难题。

2、溶剂萃取法是提取油砂沥青和处理含油污泥的常用方法之一，利用“相似相溶”原理，选取合适的有机溶剂为萃取剂，使油相转移至萃取剂中，萃取剂和油的混合物利用精馏分离后回收萃取剂和原油。溶剂萃取法具有节约淡水、无乳化现象、适用性广和分离效率高等优点，但是在精馏回收溶剂过程中需消耗大量能量，因而处理成本较高。

3、cn100340503c提出了一种含油污泥的处理方法，使用宽沸程油(100℃～500℃)作为萃取剂，并采用多级热萃取的方式回收含油污泥中的油。其工艺流程长，且需要在较高的操作温度进行，同时宽沸程油的精馏回用温度高，需要消耗大量能量。cn111943464b提出了一种油泥或油砂等含油固体物质的处理方法，在常温有压条件下将含油固体物质与低沸点弱极性或低沸点非极性有机溶剂液体充分接触使油被萃取到液相中，所述的低沸点弱极性或低沸点非极性有机溶剂是在常温常压下为气体或沸点低于25℃的烃类溶剂、醛类溶剂、酮类溶剂、醚类溶剂等，固液分离后，液相混合物通过减压或加热蒸发的方式气化分离，然后通过压缩和冷凝的方式回收气化溶剂。虽然通过减压或升温气化能比较容易分离出低沸点有机溶剂，但是整个过程对设备的气密性要求较高，同时低沸点弱极性或非极性溶剂对沥青质等重质组分油的萃取效果有限。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种含重质原油的油砂或油泥的预浸提辅助溶剂萃取方法。本发明提供的萃取方法具有萃取剂精馏回用温度低、回收率高以及萃取效果突出的优点，实现了油砂、油泥等物质的无害化处理和资源化利用的目标。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供了一种含重质原油的油砂或油泥的预浸提辅助溶剂萃取方法，包括以下步骤：

4、将含油固体物质与预浸提剂混合，进行预浸提，得到固液混合物；所述含油固体物质为含重质原油的油砂或油泥；所述预浸提剂包括芳香烃；所述芳香烃的沸点＜150℃；

5、将所述固液混合物与第一萃取剂混合，进行第一萃取，固液分离得到固相和液相；所述第一萃取剂包括环烷烃；所述第一萃取剂的沸点＜100℃；所述固液分离包括静置或离心；所述静置的时间为5～40min；所述离心的转速为300～1000rpm，所述离心的时间为3～10min。

6、优选的，所述芳香烃包括苯、甲苯和二甲苯中的一种或几种。

7、优选的，所述含油固体物质与预浸提剂的质量比为1：(0.5～3)。

8、优选的，所述环烷烃包括环己烷和/或环戊烷。

9、优选的，所述固液混合物的质量以所述含油固体物质的质量计，所述固液混合物的质量与第一萃取剂的质量比为1：(0.5～3)。

10、优选的，所述含油固体物质的油相沥青质含量≥10wt％。

11、优选的，当所述含油固体物质的油相沥青质含量≥30wt％，所述预浸提之前，还包括将所述含油固体物质和预萃取剂混合，进行预萃取；所述预萃取剂包括环烷烃，所述预萃取剂的沸点＜100℃。

12、优选的，所述含油固体物质与预萃取剂的质量比为1:(1～5)。

13、优选的，当所述含油固体物质的油相沥青质含量≥10wt％且＜30wt％，所述第一萃取后，固液分离得到固相和液相，还包括将所述固相与第二萃取剂混合，进行第二萃取；所述第二萃取剂包括环烷烃，所述第二萃取剂的沸点＜100℃。

14、优选的，所述固相的质量以所述含油固体物质的质量计，所述固相与第二萃取剂的质量比为1:(1～3)。

15、本发明提供了一种含重质原油的油砂或油泥的预浸提辅助溶剂萃取方法，包括以下步骤：将含油固体物质与预浸提剂混合，进行预浸提，得到固液混合物；所述含油固体物质为含重质原油的油砂或油泥；所述预浸提剂包括芳香烃；所述芳香烃的沸点＜150℃；将所述固液混合物与第一萃取剂混合，进行第一萃取，固液分离得到固相和液相；所述第一萃取剂包括环烷烃；所述第一萃取剂的沸点＜100℃；所述固液分离包括静置或离心；所述静置的时间为5～40min；所述离心的转速为300～1000rpm，所述离心的时间为3～10min。

16、本发明先使用芳香烃将沥青质分散，随后使用环烷烃进行萃取，能够达到良好的萃取效果，无需添加表面活性剂，处理后固相残油率低于1wt％，符合国家相关标准；本发明使用的预浸提剂和萃取剂沸点低，易蒸馏回收，回收率大于85％。

17、此外，本发明提供的方法操作温度为室温(20～30℃)，操作条件温和、方法简单、能耗低，经蒸馏可回收有机溶剂和原油(包含沥青质等重质组分)，实现资源化利用。

18、进一步的，当所述含油固体物质的油相沥青质含量≥30wt％时，在预浸提之前，本发明先将含油固体物质和预萃取剂混合进行预萃取能够减少后续预浸提剂的用量。

19、此外，本发明还具有以下优势：

20、与以往使用大量芳香烃溶剂直接进行萃取的区别在于：沥青质是原油中不溶于低级正构烷烃(如正庚烷)，但能溶于甲苯、二甲苯等芳香溶剂的组分。对于高沥青质含量的油泥或油砂，溶剂萃取过程中往往需要增加甲苯等芳香烃溶剂的用量才能达到好的萃取效果。而甲苯等芳香烃溶剂的毒性又限制了其大量使用。本发明发现先使用少量芳香烃将沥青质分散，随后使用环烷烃进行萃取就能达到同样好的萃取效果，减少了芳香烃的使用量。

21、与混合溶剂萃取的区别在于：使用混合溶剂(例如甲苯和环己烷的混合溶剂)直接萃取，沥青质在混合溶剂中的趋势是聚集沉淀，加入混合溶剂无法将本身就处于油泥/油砂中的沥青质分散出来，而本发明在进行预浸提时通过加入少量芳香烃溶剂，将油泥或油砂中的油相(特别是难溶的沥青质)分散到溶剂中，随后使用环烷烃进行萃取分离，加入环烷烃后，在短时间内，不会造成沥青质聚沉，因而通过短时间静置或低速离心，可以将沥青质等重质油有效分离。

技术特征：

1.一种含重质原油的油砂或油泥的预浸提辅助溶剂萃取方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的预浸提辅助溶剂萃取方法，其特征在于，所述芳香烃包括苯、甲苯和二甲苯中的一种或几种。

3.根据权利要求1或2所述的预浸提辅助溶剂萃取方法，其特征在于，所述含油固体物质与预浸提剂的质量比为1：(0.5～3)。

4.根据权利要求1所述的预浸提辅助溶剂萃取方法，其特征在于，所述环烷烃包括环己烷和/或环戊烷。

5.根据权利要求1或4所述的预浸提辅助溶剂萃取方法，其特征在于，所述固液混合物的质量以所述含油固体物质的质量计，所述固液混合物的质量与第一萃取剂的质量比为1：(0.5～3)。

6.根据权利要求1所述的预浸提辅助溶剂萃取方法，其特征在于，所述含油固体物质的油相沥青质含量≥10wt％。

7.根据权利要求6所述的预浸提辅助溶剂萃取方法，其特征在于，当所述含油固体物质的油相沥青质含量≥30wt％，所述预浸提之前，还包括将所述含油固体物质和预萃取剂混合，进行预萃取；所述预萃取剂包括环烷烃，所述预萃取剂的沸点＜100℃。

8.根据权利要求7所述的预浸提辅助溶剂萃取方法，其特征在于，所述含油固体物质与预萃取剂的质量比为1:(1～5)。

9.根据权利要求6所述的预浸提辅助溶剂萃取方法，其特征在于，当所述含油固体物质的油相沥青质含量≥10wt％且＜30wt％，所述第一萃取后，固液分离得到固相和液相，还包括将所述固相与第二萃取剂混合，进行第二萃取；所述第二萃取剂包括环烷烃，所述第二萃取剂的沸点＜100℃。

10.根据权利要求9所述的预浸提辅助溶剂萃取方法，其特征在于，所述固相的质量以所述含油固体物质的质量计，所述固相与第二萃取剂的质量比为1:(1～3)。

技术总结本发明提供了一种含重质原油的油砂或油泥的预浸提辅助溶剂萃取方法，属于石油化工领域的产品分离及固废处理技术领域。本发明先使用芳香烃将沥青质分散，随后使用环烷烃进行萃取，能够达到良好的萃取效果，无需添加表面活性剂，处理后固相残油率低于1wt％，符合国家相关标准；本发明使用的预浸提剂和萃取剂沸点低，易蒸馏回收，回收率大于85％。此外，本发明提供的方法操作温度为室温(20～30℃)，操作条件温和、方法简单、能耗低，经蒸馏可回收有机溶剂和原油(包含沥青质等重质组分)，实现资源化利用。技术研发人员：孙德军,华纪飞,路文超,狄雯雯,徐政和受保护的技术使用者：山东大学技术研发日：技术公布日：2024/1/22