连续油砂分离方法和设备 技术领域
本发明涉及一种从矿物中提取石油的方法和设备，更具体地说：涉及从油砂矿的矿砂中提取石油的方法和设备。
背景技术
油砂矿是一种重要的石油资源，我国东北、西北、内蒙古地区都有丰富的储量。含油量在10％～15％比较多见。在已经开采过的废弃油田的采油井下的砂石层中也含有30％～70％残余石油没有被开采出来，石油资源又是不可再生的，国内石油需求日增，当前国际市场上油价不断上涨，中国已成为世界上除美国之外的第二个大的石油消费国。因此，在油砂矿的矿砂中提取石油，对充分利用国家资源，缓解对国外石油市场的依赖程度，具有很重要的经济意义和战略意义。
在我国从油砂矿的矿砂中提取石油的生产尚属起步阶段，生产过程多是间断的，设备简陋，技术落后，装置规模小，收率低，生产成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种技术先进，能够连续从油砂矿的矿砂中提取石油的方法和设备。
从油砂矿的矿砂中分离出石油的过程是一个物理过程。人们知道，两种油品沸程(沸点)相近或族组成相近，则互溶性强，以此选择溶剂；表面活性剂具有表面张力小，渗透力强的物理性能，以此选择溶剂的助剂；物料粉碎的粒度越小，搅拌得越好，物料间彼此的接触面越大，分离效果越好，以此选定设备。上述基本理论，正是本发明得以实施的基本依据。为叙述方便、准确，称油砂矿之油砂为矿砂；经过溶解过程除油后地油砂为残砂；溶剂加入助剂后，如柴油加助剂后的混合液为助剂柴油；加助剂后的水为助剂水；从矿砂中提取出的石油和生产中循环使用的柴油为混合油。
一种连续油砂分离方法，工艺过程包括矿砂提升输送，矿砂团的破碎，矿砂的筛分，初溶解，油砂分离，砂水分离，溶剂配制，其特征在于：所述的溶剂配制是在配剂罐内完成的，其包括：
A、柴油加助剂NP10，NP10为非离子活性剂壬基酚聚氧乙烯醚；柴油加AES，AES为阴离子活性剂醇醚硫酸钠盐，按重量百分数计，柴油∶NP10为100∶(1～4)，柴油∶AES为100∶(1～3)，间断操作，有搅拌器搅拌，有夹套蒸汽加热，操作温度为70～80℃。
B、水加助剂AES，按重量百分数计，水∶AES为100∶(2～8)，搅拌器搅拌，操作温度为70～90℃。
所述的矿砂的破碎，初溶解、矿砂的筛分，是在同一个设备——初溶罐内完成的，矿砂由皮带机提升输送至初溶罐顶部，从矿砂入口处进入，初溶罐内有电机·搅拌器搅拌，其搅拌棒撞击矿砂团，使其破碎，柴油从初溶罐上部的柴油入口处进入，初步溶解矿砂中的石油，矿砂由上而下，经破碎、溶解下降至初溶解罐的筛板上(筛孔直径小于10mm)，由电机·搅拌器轴带动的刮板刮下，使粒度在8mm以下的矿砂进入锥形斗，再由渣浆泵送分离塔，粒度大的矿砂团继续在初溶罐内破碎，初溶罐内的工作温度为80～90℃，有蒸汽盘管拌热，矿砂在罐内的停留时间为25～40分钟，矿砂与柴油重量百分比为100∶(80～110)。
所述的油砂分离是在分离塔内进行的，矿砂同混合油从分离塔顶部油砂入口进入，由上而下，补充助剂柴油从塔中部助剂柴油入口进入，由下而上流动，进一步溶解矿砂中的石油，助剂水从分离塔的底部进入，由下而上流动，与由上而下流动的矿砂对流而行，再进一步溶解矿砂中的石油，分离塔是一个筛板结构的塔，筛板个数为25～35之间，每个筛板上方有一个刮板，刮板固定在搅拌轴上，转数为8～15转/分，分离塔的塔底压力为0.15～0.2MPa，塔顶压力为常压，操作温度为60～80℃，塔中部油水界面分层处有界面控制器来控制助剂水从分离塔中部的助剂水溢流口流出量，溶解下的石油和助剂柴油称为混合油，混合油从分离塔上部混合油溢流口出来，流向循环油罐。
油砂矿的矿砂与助剂水的重量百分比为100∶(150～200)，油砂矿的矿砂与助剂柴油的重量百分比为100∶(80～120)。
所述的砂水分离是在砂水分离池内进行的，从分离塔中部界面计的下接口近处水溢流口流出的助剂水流到砂水分离池，另一部分含砂助剂水从分离塔底部残砂出口流入分离池，砂水分离池底部设有蒸汽管加热，池中设有隔油板，操作温度为60～80℃，在此再次从残砂中溶解出残留的石油。
为实施本工艺方法，采用的设备，主要有皮带机、初溶罐、渣浆泵、除砂机、分离池、分离塔、配剂罐、柴油罐，所述的初溶罐，其特征在于：
在罐体中央设有电机·搅拌器，搅拌器的转轴上设有二组以上的搅拌棒，搅拌器轴的下端设有刮板，刮板下边设有筛板，筛板上筛孔直径小于10mm，筛板连在初溶罐的罐体与锥形斗之间；
连续油砂分离的设备中，所述的分离塔，其特征在于：
在分离塔塔体中央有电机拖动的搅拌轴，搅拌轴下端设有搅拌轴的轴支架，轴支架连在分离塔的塔体上，分离塔为筛板塔，筛板数为25～35块，筛板上方设有刮板，刮板固定在搅拌轴上，分离塔中部设有水油分层界面计接口，矿砂入口设在塔顶，助剂柴油入口设在塔中部界面计口的上接口近处，助剂水入口设在分离塔的锥形斗上，助剂水出口，即水溢流出口设在分离塔中部的界面计口的下接口近处，含砂的助剂水从分离塔底部残砂出口排入分离池。
采用本发明从油砂矿的矿砂中提取石油的流程短，所用设备少，又全部为碳钢制造，操作为常压下进行。操作温度都在90℃以下，生产装置的建设投资少，生产成本低，适于中小企业中推广使用，如果能够同炼油厂合建，方便于提取石油的后加工，则流程更短，费用更省，经济效益会更好。
附图说明
图1为本发明简要流程框图
图2为初溶罐结构示意图
图3为分离塔结构示意图
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示，连续油砂分离方法的工艺过程，包括矿砂提升输送，矿砂团的破碎，矿砂的筛分，初溶解，油砂分离，砂水分离和辅助操作溶剂配制。
矿砂往往是露天放置、存贮，敞开运输，裸露在大气中，矿砂中油的轻组分很少存在，基本上都是沸点在210℃以上的，这是选择柴油作溶解剂的理由；矿砂进装置前，要经过选矿，除去矿砂中夹带的石块、金属物，并使之砂团粒度＜50mm；
所述的溶剂配制，是指配制助剂水，配制助剂柴油，含柴油和活性剂NP10混合液和柴油与活性剂AES混合液。溶剂配制操作是在配制罐112内进行的，即助剂柴油，是柴油、NP10、AES的混合物，配制罐112是一个带有蒸汽夹套伴热的碳钢糖瓷罐，矿砂团破碎，矿砂的筛分，初溶解是在初溶罐102内进行的，油砂分离过程在分离塔106内进行的，砂水分离在分离池105内进行的。
表1给出实施例1～3工艺过程和相关参数。
表1
从表1中可以看出，连续油砂分离生产表明，操作温度高，有利于矿砂中油的溶解，可以减少残砂中含油量，提高收率。问题在于，提高操作温度会加大能源的消耗，从降低能耗的角度考虑，今后选取合适活性剂，可以把初溶罐102，分离塔106，分离池105的操作温度降低的到30℃以下。
表1中的收率，是指提取出的石油量与矿砂中含油总量之比，表1中所述矿砂与柴油比、水与AES比，柴油与AES，柴油与NP10之比，含油矿砂与助剂柴油、与助剂水之比，均为重量百分比。