doi:10．13353/j．issn．1004．9533．2015．01．有机溶剂萃取加拿大油砂应用研究杰1，李鑫钢1，2，许宁津3，隋红1，2*冯(1.天津大学化工学院，天津300072;2.精馏技术国家工程研究中心，天津300072;3.北京化工大学化工学院，北京摘要:介绍了溶剂作为萃取剂分离油砂的技术，溶剂萃取油砂过程包含两个阶段:沥青相向溶剂的溶解过程和沥青、溶剂与砂粒的分离过程。考察了单一溶剂甲苯、丙酮、乙酸乙酯和甲苯/正庚烷丙酮/正庚烷、乙酸乙酯/正庚烷组成的复合溶剂体系在相同条件下对油砂沥青的萃取率，在此基础上进一步对比了不同溶剂体系对沥青四组分饱和分、芳香分、胶质和沥青质的萃取效果，同时考察了不同浓度的沥青-溶剂溶液的表面张力，结果表明在油砂萃取过程中沥青-溶剂体系的表面张力主要取决于所选溶剂的种类，而沥青的浓度对溶液表面张力的影响不大。混合溶剂体系甲苯/正庚烷、丙酮/正庚烷、乙酸乙酯/正庚烷相比纯溶剂萃取率较高，其沥青溶液表面张力较低，是良好的分离油砂溶剂体系。关键词:有机溶剂;油砂;沥青收率;表面张力中图分类号:TE349文献标志码:A文章编号:1004－9533(2015)01－0011－06OrganicSolventExtractionofBitumenfromCanadaOilSandsFengJie1，LiXingang1，2，XuNingjin3，SuiHong1，2*(1.SchoolofChemicalEngineeringandTechnology，TianjinUniversity，Tianjin300072，China;Abstract:Organicsolventextractionusedforextractionofbitumenfromoilsandwasintroduced，andtheprocesshastwostages:bitumenphasedissolutionandseparationofbitumen，solventandsands．Inthisstudy，toluene，heptane，acetone，ethylacetate，toluene/heptane，acetone/heptaneandethylacetate/heptanewereusedasthesolventtoinvestigatethetotalrecoveryofbitumenandtheextractionefficiencyoffourdefinedfractions(saturates，aromatics，resinsandasphaltenes)inbitumen．TheresultoftheKeywords:organicsolvent;oilsands;bitumenrecovery;surface油砂，又称沥青砂或焦油砂，是由沥青、砂粒、黏土和水组成的混合物［1-2］，是一种非常规石油资源，由于传统能源危机的影响，油砂资源的到越来越多的关注。全世界油砂总储量大约为4万亿桶，其中可开采量约为6510亿桶，占世界石油可收稿日期:2013－12－12基金项目:国家自然科学基金资助项目(21306129);天津市自然科学基金项目(12JCQNJC05300)。作者简介:冯杰(1989－)，男，硕士研究生，主要从事油砂分离技术研究及相关工作。通信作者:隋红，电话:(022)27404701，E-mail:suihong@tju．edu．cn。12化学工业与工程2015年1月委内瑞拉、美国、俄罗斯和中国等国家，其中加拿大油砂资源最为丰富［3］。加拿大油砂资源已进入大规模商业化开采阶段，目前主要工业化方法是用热碱水洗法［4］，此种方法具有工艺相对简单，生产成本不高等优点，但由于这种工艺消耗大量水和能量，分离后产生的尾矿极其难处理，对环境造成严重污染，这一问题引起加拿大政府的强烈重视［5-6］。溶剂萃取法因为分离过程不消耗水，分离过程中不会产生尾矿问题而可以作为一种替代方法，此外，整个溶剂萃取过程可在常温下完成，如选择合适的溶剂，油砂沥青的回收率非常高，理论上可达到100%。对于溶剂萃取法尾砂中所残留的溶剂，可以用水洗法或者干燥的方法来处理，Wu等对水洗法除尾砂中残留溶剂问题已进行深入的研究［7］。溶剂萃取法最早提出于20世纪30年代，经历几十年发展后，现今溶剂萃取油砂工艺主要包括:1)油砂、溶剂混合萃取过程;2)液固分离过程;3)溶剂回收和残砂的处理过程［8-10］。溶剂体系对萃取分离油砂过程以及能否进一步的实现工业化起到取溶解机理仍有待进一步研究。沥青-溶剂溶液的表面张力对溶剂萃取油砂过程具有重大影响，溶液表面张力越大，越容易吸附油砂中的细微砂粒和黏土等杂质，这一结果不仅会导致液体流动阻力的增加从而提高了分离过程能耗，还会影响最终所得沥青的品质。溶液表面张力越低，吸附的细小砂粒及黏土越少，越有利于溶液与砂粒的分离。现阶段溶剂萃取技术在溶剂选择及来源，过程安全控制等问题上需进一步研究，目前此工艺仍处于实...