油砂高效分离配方开发及新型分离技术

针对目前油砂分离的难题,即油砂分离配方适应性较差,分离温度较高、能耗较大,分离试剂浓度较大、分离后残渣试剂残留量较大、分离配方中碱含量较大,试剂损耗、设备腐蚀严重等问题,开发了一种无碱环保新型油砂分离剂配方,该配方可对水润、油润等油砂进行水洗分离,适应性较强。研究结果表明,采用该分离试剂处理油砂,在适宜水洗分离剂浓度(5%)、适宜的加热温度(90℃)、适当的加热时间(20min)和剂砂质量比(2∶1)的条件下,油砂分离剂可以将油砂沥青中的沥青与砂粒实现较好的分离,油砂出油率可达94%以上。分离后的水性试剂可循环利用,对环境无污染,应用前景广阔。为了适应日益严格的环保要求,还提出了纯物理无剂处理油砂的新型油砂分离技术,该技术是将一种装有特殊物质的微球放入油砂处理系统中,在搅拌过程中微球产生能量来降低沥青与砂粒的界面张力,不向处理系统内添加任何化学试剂,在处理过程中不排放任何化学物质,故对环境无任何污染。初步研究表明,该技术在工艺上是可行的。因此,本研究成果为进一步研究我国油砂开采、分离提供了另一有效途径,具有十分重要的现实应用意义。     

新疆油砂水洗分离提油工艺研究

以新疆风砂16#油砂为测试样品进行油砂水洗分离影响因素的分析.实验综合考察了加热温度、分离试剂质量分数、加热时间、剂砂质量比等因素对油砂分离的影响.通过正交实验得出油砂水洗分离的最佳工艺操作条件为:分离温度90℃、ω(分离剂)=5%、分离时间20 min、剂砂质量比为2:1,追加实验结果表明在此操作条件下,油砂出油率最高可达94%以上.分离残砂经两次清洗后砂中含油丰<1%、pH值<8、砂中试剂总质量分数≤0.7%,达到排放标准,对环境无污染.     

油砂萃取技术研究进展

油砂属非常规能源,其储量较大,与传统石油能源相比其开采成本较高,随着石油资源争夺日益激烈,油砂开采与分离技术越来越受到人们的重视,国内大多数油田对油砂采用溶剂萃取法、热解干馏法、水剂处理等技术进行分离。介绍了近年来国内油砂萃取技术研究现状,包括有机溶剂萃取法,超声波辅助萃取法,油砂分离剂萃取法,汽提萃取法,离子液体萃取法,无机热碱水提取法,水洗分离油砂法,对各种方法进行了评价和比较,并对油砂萃取技术今后研究方向提出了建议。     

中国油砂分离工艺技术研究进展

2006—2009年，中国石油勘探开发研究院廊坊分院在准噶尔盆地西北缘风城地区开展了油砂资源勘探和水洗分离工艺技术研究，落实该区油砂油可采资源量5498万t，平均含油率为7．1％～10％，分布于白垩系和侏罗系，厚度80—140m，油砂顶层埋深在50～90m，针对该区油砂特点开展了油砂水洗分离机理研究，成功研制了该区油砂水洗分离剂配方，该配方药剂浓度在4％，温度85℃的情况下，分离率达到了90％。在系列研究的基础上，完成了该区年处理1万t油砂的试验现场建设，开展油砂现场分离试验，常态运行收油率达90％，水洗工艺技术及装备研发取得成功。     

新疆托里油砂的催化热解

利用固定床热解装置,考察了温度、氢气浓度、催化剂种类及催化剂与油砂的接触方式对新疆托里油砂热解特性和油砂油收率的影响及催化剂对热解反应活化能的影响. 结果表明,在N2气氛下,550℃时,油砂油收率最高,达44.52%(w);热解气氛中H2浓度增加可促进油砂油中饱和分的二次裂解,使油砂油收率减小,烃类气体产率增加,H2浓度为40%(j)时,饱和分含量降至28.96%(w),较纯N2气氛减少25.43%;以2%(w)的NiO, WO3, ZnO和纳米CuO为催化剂,油砂油产率分别增加15.77%, 16.87%, 3.79%和5.62%;金属氧化物催化剂与油砂的接触方式对油砂油收率有较明显的影响,NiO与油砂分层放置时有利于提高油砂油收率及品质,而纳米CuO和WO3更适合与油砂混合热解;ZnO, NiO和纳米CuO可有效降低油砂热解的活化能.     

油砂沥青质对油砂沥青中甲苯残留的影响

利用热重质谱联用仪（TG-MS）分析了三种油砂沥青（印尼油砂沥青、伊朗油砂沥青、加拿大油砂沥青）中的甲苯残留以及油砂沥青质含量对油砂沥青中甲苯残留的影响,并在此基础上,进一步研究了油砂沥青质中的甲苯残留。结果发现,不同油砂沥青中甲苯残留量存在一定差异,其中印尼油砂沥青中的甲苯残留量最多。进一步对沥青质质量分数分别为10%、19%、30%的油砂沥青样品进行热重质谱实验,发现随着油砂沥青中沥青质含量的增加,甲苯的残留量会成倍增加。以加拿大油砂沥青质为例,研究了油砂沥青质对溶剂残留的影响,发现油砂沥青质具有对甲苯分子的夹带能力,导致甲苯分子在超过自身沸点40℃以上才能从沥青质中分离出来。油砂沥青中其他组分的存在也会加剧沥青质对甲苯的夹带作用。此外,研究还发现,在350~650℃时,油砂沥青质可以热解产生甲苯,而且油砂沥青中的沥青质含量越高,热解生成的甲苯越多。     

内蒙古油砂流化热转化的反应规律

在小型流化热转化实验装置上,考察了反应温度对内蒙古三种油砂的流化热转化产物分布的影响,并确定了实验的最佳反应温度。对于油砂A和油砂B最佳的热转化反应温度为490℃,对于油砂C最优的热转化反应温度为480℃;在最优的反应温度下,三种油砂的液体产率分别达到了79.87%,78.93%和84.65%。三种油砂中,油砂B裂化性能最大,油砂A次之,油砂C裂化性能最差,但产油率最高。三种油砂热转化的干气、液化气、汽油产率、柴油、焦炭及重油产率变化的趋势相同,其中汽油和裂化气的增加量主要来自于重油的裂化。     

油砂溶剂抽提实验研究

对新疆油砂使用溶剂萃取法进行处理,选用93#汽油作为溶剂进行正交实验和单因素实验,通过对比萃取前后油砂显微结构对油砂萃取理论进行研究。实验表明油砂粒径、萃取时间、萃取温度、剂砂比对油砂萃取率的影响依次降低。当萃取时间30min、萃取温度80℃、油砂粒径小于450μm(中位粒径268μm)和剂砂比为4∶1时,萃取率可达到90%,尾砂含油率为1.7%。     

黄家梁隧道油砂特征与含油气性分析

对黄家梁隧道的油砂地层进行现场检测与室内实验。结论是：黄家梁隧道油砂的岩性主要为中-粗岩屑砂岩和岩屑石英砂岩;储集空间既有孔隙又有裂缝;油砂的物性变化较大,总体为中高孔中渗储层。研究区油砂厚度约为26m;含油率介于0.56%～4.32%之间,露头样含油率低于岩心样,属于贫矿油砂;定测钻孔检测天然气浓度分别为2.525%和2.845%,超前钻孔检测出油砂中普遍含有天然气,并且气体浓度分布不均匀,施工时隧道内掌子面附近检测出天然气浓度较大。油砂中原油和天然气含量总体较低,一般不易产生燃烧或爆炸危害,但是地层局部位置可能发生油气富集,造成施工困难,甚至引发灾害性后果。     

铝塑复合材料的分离研究

以铝塑泡罩复合材料为研究对象,分离回收其中的铝和塑料,通过对多种有机溶剂做单因素实验得出最佳分离剂,并考察了分离剂的温度、分离剂中3组分的体积比、搅拌强度对铝塑分离效果的影响,结果表明,最佳分离剂为甲苯-无水乙醇-水混合液;当分离剂中3种溶液的体积比为3:2:5、温度为60℃、搅拌速度为450 r/min时,铝塑分离时间最短且损失率适中。     

油页岩半焦作为水泥混合材的可行性研究

选取4种热解温度(300 ℃、400 ℃、500 ℃、600 ℃)半焦,通过扫描电镜(SEM)对油页岩半焦的微观结构进行分析,然后采用油页岩半焦等质量(0%、5%、10%、15%、20%、25%)替代水泥,测试标准稠度需水量、胶砂流动度和不同龄期的水泥胶砂的抗折、抗压强度。结果表明:油页岩半焦呈层片状、且表面多孔,随着热解温度的升高,微孔和小孔数量逐渐减少,中、大孔数量增加;掺入油页岩半焦会增加水泥标准稠度需水量,降低胶砂流动度,半焦替换量和水泥标准稠度需水量之间存在较强的线性关系;随着油页岩半焦热解温度的升高,水泥胶砂抗折和抗压强度先增大后减小,在500 ℃时力学性能达到最佳;随着油页岩半焦替换量的增加,水泥胶砂抗折和抗压强度都逐渐降低,当油页岩半焦替换量为15%时,500 ℃热解半焦水泥胶砂56 d力学性能与P·Ⅰ 42.5基准水泥胶砂接近。     

超声波在油砂分离中的应用

以自制的碱液油砂清洗剂,在超声波下对内蒙古扎赉特旗油砂进行分离。考察了超声频率、超声声强、清洗时间和清洗温度对油砂分离的影响。在超声空化作用下,超声频率为28 kHz,超声声强为7.06 W/cm^2,剂和砂质量比为0.8,体系温度为60℃,清洗时间13.0 min的条件下,其出油率可达到94%,结果表明,超声波作用大大提高了油砂的出油率。     

内蒙古油砂分离的研究

以内蒙古油砂为原料,采用自制的反应装置和浆化剂,通过单因素方法分别考察浆化剂量、浆化温度、浆化时间、浆化空气量、稀释时间和稀释空气量对分离效果的影响。试验结果表明,浆化剂量和浆化温度对分离效果的影响最大;其次是浆化时间和浆化空气量;而稀释时间和稀释空气量的影响最小。并在此基础上初步确定了油砂分离的适宜操作条件为：剂砂质量比0.24、浆化温度60℃、浆化时间50 min、浆化空气量0.5 m^3/h、稀释时间17 min和稀释空气量0.3 m^3/h,为油砂分离的进一步研究提供一定的依据。该分离方法简单易行,且所开发的浆化剂具有无污染、无腐蚀和价格低廉,具有一定的应用价值。     

小颗粒油页岩热裂解制取页岩油试验研究

针对中国小颗粒油页岩的利用现状,在实验室条件下,利用自行研制的流化床热裂解装置进行了小颗粒油页岩制取页岩油的试验研究,通过正交试验优化出了热裂解制取页岩油的最优工艺参数。实验结果表明,在最优工艺条件下,产油率在5%左右。因此流化床热裂解技术是一种有效的小颗粒油页岩加工制油的新方法。     

世界油页岩资源的开发利用现状

油页岩是一种非常规能源,世界储量巨大,作为石油的补充能源,开发前景广阔.油页岩在隔绝空气条件下加热至500℃左右,会热解生成页岩油,经加工处理后可以制得汽油、柴油等油品.油页岩也可直接燃烧,产生蒸气、发电,目前利用油页岩燃烧发电的国家有爱沙尼亚、中国、德国等.本文介绍了世界主要油页岩国家的油页岩储量和加工利用情况,目前世界上利用油页岩干馏制取页岩油的国家主要有3个,中国(产量80万吨)、爱沙尼亚(产量50万吨)和巴西(18万吨),其他国家略有生产.中国页岩油产量一直居世界首位,目前有将近10座油页岩干馏厂投入运行,其中抚顺矿业集团年产页岩油35万吨,全国居首,该公司引进的日处理颗粒油页岩量6000t的ATP干馏工艺,目前已经在调试中阶段性运转,并逐渐延长连续运转时间,山东龙口等其他地方的油页岩加工利用也取得很大进展.美国目前没有进行油页岩干馏炼制页岩油的工业化生产,但有多所大学、公司和研究所已经对油页岩进行了长期的地上和地下干馏工艺的研究和开发.文中还介绍了国内外油页岩干馏的3种主要炉型,分别为块状页岩气体热载体干馏炉、颗粒页岩固体热载体干馏炉和粉末页岩流化干馏炉,并对比了不同国家的干馏炉型的优缺点.     

油页岩固体热载体流化干馏炼油工艺中试研究

介绍了以依兰粉末页岩作原料的页岩流化干流中试装置概况及试验流程,并对试验结果进行了分析。中试结果表明,中试装置页岩油产率为铝甑干馏法的90.15%,经冷凝回收系统及油泥处理后获得的页岩油收率为铝甑的82%;固体热载体流化干馏工艺所产页岩油较轻,337℃以前馏分大于80%。     

中国油页岩成矿特征分析

中国油页岩资源丰富,陆相、湖泊海相以及海陆交互相都有油页岩沉积,而陆相沉积最为普遍。油页岩资源丰富的盆地主要有松辽、鄂尔多斯、准噶尔3个盆地,共占全国油页岩资源储量的76．8％以上,主要赋存于新生代地层中。油页岩产出状态多样,以薄层状为主,多为褐黑色,有机质类型属于Ⅰ-Ⅱ型干酪根。含油率大于5％的页岩油资源占67．64％,表明中国油页岩品质中等偏好。     

油页岩含氧低温载气干馏过程实验

油页岩干馏生产页岩油是油页岩的主要加工利用方式。为降低油页岩干馏所需热载气温度,以延长载气预热器使用寿命并实现节能操作,本文向热载气中掺入一定比例氧气,对含氧低温载气情况下的油页岩干馏过程进行了研究。测定了油页岩在含氧气体氛围中热解时的反应器床层升温特性,对气液相产物组成进行了分析并与无氧干馏产物进行了比较。结果表明,含氧低温载气干馏过程能够通过载气中的氧气与油页岩反应产生的热量使油页岩达到其干馏所需要的温度,页岩油收率及其成分与无氧高温载气干馏过程接近、而轻组分含量更高,并且含有更多的具有O—H键和C==O键官能团的化合物。本文研究结果为油页岩干馏生产页岩油提供了一种新的技术方法,具有较好的工业应用前景。     

燃烧过程对页岩灰孔隙结构的影响

页岩灰为油页岩及其半焦的燃烧产物,可作为建筑原材料、化工填料和吸附剂等,具有一定的工程应用价值。采用氮气等温吸附/脱附法对油页岩燃烧生成的页岩灰的孔隙结构进行了测量,并对不同升温速率和不同终温所得到的页岩灰的孔隙结构进行了比较,结果表明：如果油页岩在快速升温条件下燃烧所放出的热量能够被周围环境吸收而使得油页岩颗粒温度始终低于其灰熔点温度,所得到的页岩灰的孔容积和孔比表面积较大,适宜工业应用。     

非常规油气资源勘探开发的几点思考

概述了世界油砂、油页岩气、煤层气等非常规油气资源的储量与分布,探讨了非常规油气资源勘探开发所面临的机遇和挑战,分析了地球物理技术在非常规油气资源勘探中所起的作用,指出了各大油公司与服务商在非常规油气资源勘探开发方面所发挥的作用和应对策略,最后提出了中国物探公司应对非常规油气资源勘探开发业务发展的建议.