用于提高油砂提取的循环气体压缩／膨胀制造技术

本发明专利技术涉及一种从砂中提取烃的方法，所述方法可包括：提供含烃砂；将所述含烃砂与水混合；在与所述含烃砂混合之前、期间或之后加热所述水；在气体存在下或通过注入气体来增加含加热的烃和水混合物的密闭容器内的压力；释放所述容器中所述加热的烃和水混合物的压力，以由所述水混合物中溶解的气体产生微泡；和从所述水中收集所述烃。任选地，所述方法基本上不向所述烃和水混合物中添加苛性剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于提高油砂提取的循环气体压缩/膨胀相关申请的交叉引用本专利申请要求于2007年11月2日提交的美国临时专利申请第60/985，078号 和于2008年4月30日提交的美国临时专利申请第61/049，056号的优先权，通过具体引用 将这些临时申请全文并入本文。
技术介绍
美国和世界各地的人口中心都面临着日益严峻的提供充足能量的挑战，并将持续 需求用于制备供公共消耗的可用能源资源的新技术。因此，人们逐渐将注意力从传统的油 矿床转移到油砂矿床。然而，用于从传统油矿床获取浙青的技术并不适用于从油砂获取浙青。加拿大北部的油砂矿床蕴含约1420亿立方米(或8900亿桶)的浙青，由此构成 世界最大的油砂矿床。在亚伯达省阿萨巴斯卡地区(Athabasca region ofAlberta)，油砂 矿床通常由约12重量％的浙青、82重量％ -85重量％的矿物质(固体)和3重量％ -6重 量％的水构成。在固体组分中，将粒径小于45微米的固体(例如粉砂(silt)和粘土)称 作细料(fines)。细料中的粘土组分会成为浙青提取和处理油砂尾料(例如，初步油砂加工 的残滓)过程中的重要因素。现已通过多种基于油砂_水浆的提取方法和热原位方法商业化地提取阿萨巴斯 卡矿床的浙青。能够以每天一百万桶以上的生产能力将提取的浙青升级为合成原油。在阿 萨巴斯卡地区的大多数浙青回收操作中，使用基于水浆的提取方法从表面可开采的油砂生 产浙青，其中，将油砂“矿石”(例如，从油砂矿床中挖出的油砂原料)与热水混合以形成矿 石_水浆。特别是在矿石_水浆的PH略大于7的条件下，存在于浙青中的部分包含芳香族 氧官能团(例如酚类、羧基和磺酸类)的浙青酸变为水溶性，并且发挥表面活性剂降低表面 和界面张力的作用。矿石-水浆体系表面和界面张力的下降导致矿石结构瓦解，并从矿石 释出浙青。因此，水释出或水提取的浙青的浙青烯部分在从表面可开采的油砂回收浙青的 过程中具有重要作用。然而，不同地区的油砂在化学组成上各不相同，而成功用于一个地区油砂的提取 方法可能不足以用于不同的地区。对不同油砂矿床的回收和处理方法的选择受到油砂和浙 青的性质和组成的影响。由于加拿大油砂的含水量高于犹他州的油砂，因此用于犹他州油 砂的最佳提取方法可能不同于加拿大的方法。因此，仍需开发可应用于各种不同油砂，或用 于特定油砂，例如犹他州油砂的不同油砂提取方法。
技术实现思路
在一个实施方式中，用于从砂提取烃的方法可以包括提供含烃砂；将含烃砂与 水混合；在与含烃砂混合之前、期间或之后加热所述水；在气体存在下或通过注入气体来 增加包含加热的烃和水混合物的密闭容器内的压力；释放容器中加热的烃和水混合物的压 力，从而由在水混合物中溶解的气体产生微泡；和从水中收集烃。任选地，所述方法基本上5不向烃和水的混合物中添加苛性剂(caustic agent) 0所述烃可以是任何烃，例如浙青、焦油以及能够加工成燃料的分子。所述气体选自 由空气、N2 (氮)、02(氧)、C02(二氧化碳)、Ar (氩)、BF3(三氟化硼)、CH4(甲烷)、C2H2 (乙 炔)、C2H4(乙烯)、H2S(硫化氢)、C2H6(乙烷)、C3H6(丙烯)、C3H8(丙烷)、1_ 丁烯、1，3_ 丁 二烯、氯乙烯、1，1，1，2_四氟乙烷、异丁烷、正丁烷、异丁烯、或它们任意混合物组成的组。可将所述砂和水在间歇式滚筒(batch tumbler)或调理转鼓 (conditioningdrum)中调理(condition)，或在运输期间通过管线混合。所述方法可通过以下至少之一来进行将压力增加至约10至约210psi的范围，随 后将压力降低至少IOpsi ；将温度保持在约20°C至约120°C之间；将压力循环约2至约30 个压力循环；使固体水体积比为0.1 1至2 1 ；以约5至约300秒达到最大压力的压缩 速率增加压力；或以约0.01至约300秒放气达到环境压力或任何其它降低的压力的减压速 率降低压力。所述方法可进一步包括将烃和水加入到初级分离器(primary separationvessel, PSV)中。此外，所述方法可进一步包括使所述混合物在PSV中沉降分 层顶部为不纯的浙青浮渣；中部为浙青、砂、粘土和水的组合(中间物)；和沉淀到底部的 砂。所述方法可进一步包括将沉淀的砂与水一起泵入沉淀池，以形成尾料。所述方法可进 一步包括从尾料中分离烃。所述方法可进一步包括通过注气和蒸汽脱气来分离和清洁中间 物。所述方法可进一步包括从中间物中回收烃。所述方法可进一步包括从浮渣中回收烃。在一个实施方式中，用于从颗粒中提取烃的方法可包括提供含烃颗粒；将含烃 颗粒砂与水混合；在与含烃颗粒混合之前、期间或之后加热所述水；增加密闭容器内加热 的混合物的压力；降低容器内压力以在混合物中产生从所述颗粒中释出烃的微泡；和从水 和颗粒中收集烃。可通过以下任意方式来增加压力通过减少容器的体积；通过增加容器 中分子的数量；或通过增加容器内的温度；通过向容器内注入气体。所述气体可选自由空 气、N2、O2、CO2、Ar、BF3、CH4、C2H2、C2H4、H2S、C2H6、C3H6、C3H8、1_ 丁烯、1，3- 丁二烯、氯乙烯、1， 1，1，2_四氟乙烷、异丁烷、正丁烷、异丁烯、或它们任意混合物组成的组。所述方法可进一步 包括加入额外的热水以分离浙青浮渣层和固体。在一个实施方式中，用于从油砂中提取烃的方法可包括将占约20%至约40%容 器容量的水加入到低压容器中；将水加热至大于50°C但小于120°C;以约0. 1至约3体积的 固体/水体积比将油砂加入到容器中，以形成水/油砂混合物；封闭并利用气体将容器加压 至约25psi至约210psi的压力；保持水/油砂混合物的温度在约20°C至约120°C之间；减 压所述容器中的压力以产生从油砂中释出烃的气体微泡；和从水和砂中回收烃。此外，所述 方法可通过以下至少之一来进行将压力增加至约10至约150psi的范围，随后将压力降低 至少IOpsi ；将温度保持在约50°C至约110°C之间；将压力循环约2至约30个压力循环；使 固体水体积比为0.1 1至2 1 ；以约5至约300秒达到最大压力的压缩速率增加压力； 或以约0. 01至约300秒放气达到环境压力或任何其它降低的压力的减压速率降低压力。在一个实施方式中，用于从砂中提取烃的方法可包括提供含烃砂；将含烃砂与 水混合；通过增加压力和随后降低压力使容器中混合物的压力循环变化，以改变水中气体 的溶解度和在混合物中形成气体微泡；和从水和砂中收集烃。所述方法可进一步包括向容 器中加入气体，其中所述气体选自由氨、臭氧、氯、空气、氮气、氧气、一氧化碳、二氧化碳、氩气、氦气、水蒸汽、BF3、CH4、C2H2、C2H4、H2S、C2H6、C3H6、丙烷、1- 丁烯、1，3- 丁二烯、氯乙烯、1，1，1，2-四氟乙烷、异丁烷、正丁烷、异丁烯及其组合组成的组。传感器装置(sensor device)的这些和其它实施方式和特征将从以下说明书和权 利要求书变得更加清楚，或可通过下文所述传感器装置的实践得知。前述概要仅用于说明，且不意于以任何方式进行限制。除了上述说明的方面、实施 方式和特征之外，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从砂中提取烃的方法，所述方法包括：提供含烃砂；将含烃砂与水混合；在与含烃砂混合之前、期间或之后加热所述水；在气体存在下或通过注入气体来增加包含所述加热的烃和水混合物的密闭容器内的压力；释放所述容器中所述加热的烃和水混合物的压力，以致所述水混合物中溶解的气体产生微泡；和从所述水中收集所述烃。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：安迪宏，查智雄，
申请(专利权)人：犹他大学研究基金会，
类型：发明
国别省市：US[美国]