林希哲，李東勝，李曉鷗（遼寧石油化工大學(xué)化學(xué)化工與環(huán)境學(xué)部，遼寧撫順113001）

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溶劑抽提法分離油砂技術(shù)的研究進(jìn)展

林希哲，李東勝，李曉鷗
（遼寧石油化工大學(xué)化學(xué)化工與環(huán)境學(xué)部，遼寧撫順113001）

摘要：介紹了溶劑抽提法在油砂分離中的應(yīng)用和研究現(xiàn)狀，闡述了抽提溶劑的選擇原則，溶劑抽提法的實(shí)驗(yàn)原理與萃取機(jī)理，影響抽提效果的實(shí)驗(yàn)因素。并分別介紹了單一溶劑抽提、復(fù)合溶劑抽提、水輔助溶劑抽提以及離子液體在抽提實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，根據(jù)各類溶劑的抽提特點(diǎn)，分析了其在油砂分離中的應(yīng)用前景并對(duì)溶劑抽提技術(shù)的發(fā)展提出了相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：油砂；溶劑抽提；溶劑體系；瀝青；回收率

前言

石油是世界各國(guó)最重要的使用能源，但作為不可再生資源，石油量的日益減少和需求量的不斷加大問(wèn)題嚴(yán)重，因此迫切需要尋找新的資源作為補(bǔ)充和替代品。油砂作為一種重要的非常規(guī)能源儲(chǔ)量巨大，開發(fā)其中富含的稠油瀝青資源，具有廣闊的市場(chǎng)前景和經(jīng)濟(jì)效益。隨著油砂分離技術(shù)的日趨成熟，開采生產(chǎn)的利潤(rùn)增大，油砂有望成為未來(lái)重要的能源之一［1］。

油砂亦稱為焦油砂，是由砂粒、黏土、瀝青和水組成的復(fù)雜混合物［2］。不同地區(qū)的油砂礦性質(zhì)和組成不同，通常情況下，油砂中瀝青等重油所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%～20%，無(wú)機(jī)礦物質(zhì)占80%～85%，水占3%～6%［3］。根據(jù)固體表面的潤(rùn)濕性，油砂可分為油潤(rùn)型油砂、水潤(rùn)型油砂和中性油砂，不同類型的油砂適用于不同的提取方法［4］。水潤(rùn)型油砂通常用熱堿水洗法進(jìn)行分離，該方法由Clark博士于20世紀(jì)20年代發(fā)展起來(lái)，是利用含堿和表面活性劑的水加熱攪拌分離油砂［5］，使瀝青組分從砂粒表面剝離，然后通過(guò)曝氣方法浮選含瀝青組分的泡沫，最后加入烷烴來(lái)降低萃取出的瀝青泡沫的黏度方便去除其中夾帶的細(xì)砂和黏土微粒。該方法已經(jīng)成功的應(yīng)用于加拿大油砂分離的商業(yè)化，也帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，但是該技術(shù)卻具有一系列的缺點(diǎn)：首先需要消耗大量的水和能源，在水資源緊張的地區(qū)很難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化，并且所產(chǎn)生的流體尾砂礦呈乳化狀態(tài)使其很難處理，工藝水循環(huán)利用率不高；其次，排放大量的溫室氣體和有毒性尾砂水會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生長(zhǎng)遠(yuǎn)的有害影響；第三，熱堿水洗法并不適用于分離油潤(rùn)型和風(fēng)化型油砂礦［6～7］。而油潤(rùn)型油砂由于其固體表面的疏水性，瀝青直接黏附在砂粒表面，比如印尼油砂，其砂粒粒徑小，含水率低含油率高，用熱堿水法進(jìn)行分離難度較大，采用溶劑抽提工藝比較合適［8］。有機(jī)溶劑抽提法普適性好，適用于抽提不同類型的油砂，具有節(jié)水節(jié)能、處理方便、無(wú)乳化現(xiàn)象、操作溫度低、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，而且抽提回收所得到的油砂瀝青中灰分含量低，品質(zhì)較好，后續(xù)加工利用較為容易［9］。

本文將從抽提溶劑的選擇原則、抽提實(shí)驗(yàn)原理與萃取機(jī)理、影響抽提效果的實(shí)驗(yàn)因素和幾種典型的抽提實(shí)驗(yàn)方面對(duì)溶劑抽提法分離油砂的技術(shù)進(jìn)行介紹和論述。

1 抽提溶劑的選擇原則

從熱力學(xué)的角度來(lái)看，溶劑從油砂中提取瀝青的過(guò)程可以被視為溶劑和溶質(zhì)相互混合的過(guò)程［10］。根據(jù)Hildebrand溶液理論：△H=Vmφ1φ2（δ1-δ2）2（其中為混合焓，為溶液的物質(zhì)的量的體積，φ1和φ2分別為溶劑和溶質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)，和分別為溶劑和溶質(zhì)的溶解度參數(shù)）。要使溶劑與溶質(zhì)相溶，則混合焓要小，溶劑和溶質(zhì)的溶解度參數(shù)應(yīng)該相等或相近，即“溶解度參數(shù)相近原則”。這一原則為溶劑的選擇提供了理論指導(dǎo)［11］。除此之外，在選擇溶劑時(shí)需要考慮以下因素，例如溶劑的選擇性、溶解能力、來(lái)源、成本、揮發(fā)性和毒性以及溶劑的回收率和重復(fù)利用性能。油砂瀝青的回收率和瀝青產(chǎn)品的質(zhì)量也同樣重要。因此，溶劑抽提過(guò)程中理想的溶劑既要有很高的瀝青溶解度又要有較低的沸點(diǎn)以便于溶劑的回收［12］。

2 溶劑抽提實(shí)驗(yàn)原理與萃取機(jī)理

油砂有機(jī)溶劑抽提主要是利用物質(zhì)的相似相溶原理來(lái)實(shí)現(xiàn)油砂瀝青與砂的分離［13］。首先將有機(jī)溶劑與油砂接觸混合來(lái)萃取油砂中的有機(jī)組分，然后將固相（砂）與液相（溶劑和油砂瀝青）進(jìn)行分離，根據(jù)抽提溶劑和油砂瀝青沸點(diǎn)的不同，最后將液相混合油（溶劑和油砂瀝青）進(jìn)行蒸餾，從而達(dá)到分離目的，得到的餾出物為溶劑（抽提溶劑可以循環(huán)使用），剩余物即為油砂瀝青［14］。

油砂的溶劑萃取過(guò)程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)溶解過(guò)程，但該溶解傳質(zhì)過(guò)程又不同于常規(guī)的固液傳質(zhì)。在溶劑萃取過(guò)程中，可能存在兩種傳質(zhì)過(guò)程［15］，即輕組分物質(zhì)（飽和分、芳香分等）向溶劑擴(kuò)散；與此同時(shí)，溶劑又向?yàn)r青質(zhì)等重組分中擴(kuò)散，降低可溶性瀝青組分的黏度，將瀝青質(zhì)等物質(zhì)由締合狀拆開成疏松狀，在濃度差、外界剪應(yīng)力作用下進(jìn)入溶液主體相，以此達(dá)到溶解的作用。大部分的可溶性瀝青組分能夠快速溶解，但是由于砂粒和黏土的存在，用現(xiàn)在分析測(cè)試技術(shù)很難觀察出溶質(zhì)之間的碰撞和尺寸的變化［16］。關(guān)于油砂瀝青的溶劑萃取機(jī)理，還有待進(jìn)一步的研究和論證。

3 影響抽提效果的實(shí)驗(yàn)因素

影響實(shí)驗(yàn)抽提效果的因素很多，例如抽提溫度、抽提時(shí)間、劑砂質(zhì)量比和攪拌速度等。

（1）抽提溫度：溫度對(duì)油砂瀝青的回收率的影響主要體現(xiàn)在傳質(zhì)速率和溶解平衡兩個(gè)方面［6］。隨著抽提溫度的升高，油砂瀝青黏度降低，流動(dòng)性變好，能增加其在溶劑中的溶解度，強(qiáng)化傳質(zhì)過(guò)程，從而提高回收率；反之，溫度降低會(huì)增大瀝青的黏度，使傳質(zhì)速率減慢降低其回收率［11］。但是實(shí)驗(yàn)溫度也不易過(guò)高，溫度過(guò)高會(huì)增加能耗，也會(huì)使溶劑汽化降低其溶解能力，反而使油砂瀝青的回收率降低。

（2）抽提時(shí)間：在抽提過(guò)程中，瀝青的回收率與抽提時(shí)間緊緊相關(guān)，抽提時(shí)間的長(zhǎng)短取決于油砂破粹后顆粒的大小、抽提溫度、攪拌強(qiáng)度、傳熱均勻程度等因素［14］。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中選取適宜的抽提時(shí)間是關(guān)鍵，即要保證萃取能接近平衡，又要考慮經(jīng)濟(jì)成本時(shí)間不易太長(zhǎng)。

（3）劑砂質(zhì)量比：實(shí)驗(yàn)中劑砂比的確定與所選溶劑的種類有關(guān)，研究發(fā)現(xiàn)，使用帶環(huán)的有機(jī)溶劑如芳香烴類、吡啶等可以獲得較高的萃取率，而烷烴類溶劑萃取效果較差。當(dāng)溶劑加入量過(guò)少時(shí)，油砂無(wú)法被溶劑充分接觸溶解，使得瀝青回收率不高［17］；隨著溶劑量加大，能增加固相溶質(zhì)與液相溶劑的濃度差，增強(qiáng)傳質(zhì)作用，提高回收率。在使用烷烴類溶劑時(shí)，當(dāng)劑砂比過(guò)高時(shí)，分散介質(zhì)的黏度會(huì)降低使得瀝青質(zhì)更容易聚集沉淀反而不利于分離［18］，而溶劑用量過(guò)多還會(huì)造成浪費(fèi)增加成本。

（4）攪拌速度：由于油砂顆粒的不均勻性和內(nèi)聚力，攪拌速度對(duì)瀝青的回收率有很大的影響。攪拌速度越快，剪切力的作用效果越明顯，油砂瀝青越容易從砂粒表面剝離，能短時(shí)間內(nèi)能實(shí)現(xiàn)分離；但是速度越快越容易造成液體飛濺，反而不利于抽提的進(jìn)行，工業(yè)生產(chǎn)中攪拌速度可以控制在100r/min左右［10］。

4 溶劑抽提實(shí)驗(yàn)研究

溶劑萃取油砂瀝青主要包括油砂、溶劑混合萃取，固液兩相分離，溶劑回收和殘砂處理四個(gè)過(guò)程，在半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展歷程中，國(guó)內(nèi)外的專家學(xué)者已經(jīng)對(duì)溶劑抽提法分離油砂技術(shù)開展了大量的研究。其實(shí)驗(yàn)成果能為非水潤(rùn)型油砂的分離提供技術(shù)支持，也為我國(guó)油砂資源得到更好的利用提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。下面分別介紹幾種典型的溶劑抽提工藝。

4.1 單一溶劑抽提

劉楊［16］等采用93號(hào)汽油作為抽提溶劑對(duì)新疆油砂進(jìn)行了正交和單因素萃取分離實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化得到最佳的操作條件為：油砂粒徑小于450μm（中位粒徑268μm），萃取時(shí)間30min，萃取溫度80℃，劑砂比為4∶1，在此條件下萃取率達(dá)到90%，尾砂殘油率為1.7%。該方法能克服傳統(tǒng)方法的缺點(diǎn)，具有無(wú)污染、萃取率高及成本低等優(yōu)點(diǎn)。

John［19］采用CS2對(duì)油砂進(jìn)行抽提實(shí)驗(yàn)，CS2對(duì)瀝青有很好的溶解性，并且CS2具有較低的沸點(diǎn)（46.25℃）和黏度（20℃時(shí)為0.32mPa·s），來(lái)源也較廣泛，可以用單質(zhì)硫或是石油焦合成，在常溫條件下即能很好的將油砂分離，分離過(guò)程無(wú)水參與，但是CS2的密度較大（1.26g/mL），容易與油砂發(fā)生結(jié)塊，使得溶劑回收率不高。李慶寨［20］發(fā)明了一種從油砂中通過(guò)溶劑抽提瀝青的方法，該發(fā)明所用抽提溶劑為溶解效果較好的氯代烴，抽提階段的劑砂質(zhì)量比為3∶1，抽提時(shí)間為30min，洗滌階段劑砂質(zhì)量比3∶1，兩段合計(jì)劑砂比為4.8∶1（按40%含油率計(jì)算），離心分離因素為1800，溶劑抽提效率可以達(dá)到90%～95%。此工藝全部是物理過(guò)程，采用和借鑒成熟的設(shè)備，投資少、能耗較低，可以保留瀝青的原有性質(zhì)，是油砂用于道路建筑材料的最有效工藝。

陳德軍［21］等利用半連續(xù)裝置對(duì)加拿大Athabasca油砂進(jìn)行了提取分離實(shí)驗(yàn)和超臨界CO2溶劑回收實(shí)驗(yàn)。優(yōu)選出最佳抽提溶劑為重整汽油，提取的最佳工藝條件為抽提時(shí)間60min，抽提溫度80℃，溶劑流量60mL/min，油砂瀝青回收率達(dá)到92.74%。超臨界CO2對(duì)殘留在尾砂中溶劑有較好溶解作用，而且易于分離，重整汽油的回收率最高能達(dá)到98.7l%。超臨界CO2回收技術(shù)既具有高效環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)又克服了溶劑殘留在尾砂中難以分離的缺點(diǎn)，但是該工藝要求的超臨界條件較為苛刻，間接操作，商業(yè)化運(yùn)行成本過(guò)高［22］。

目前為止，所研究的單一溶劑包括苯、甲苯、二甲苯、吡啶、CS2、煤焦油、石腦油、石油醚、環(huán)己烷、正庚烷、重整汽油和氯仿等。其中芳香類溶劑的極性強(qiáng)、溶解能力好、能最大程度的萃取油砂中的全部的有機(jī)組分（飽和分、芳香分、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)），但是毒性較大，沸點(diǎn)較高，價(jià)格昂貴，操作安全性不能得到保障，制約了其在工業(yè)化中的應(yīng)用。而烷烴類溶劑雖然相對(duì)環(huán)保，也更容易回收，但是其極性較弱，油砂中大約還有20%的重質(zhì)組分不能被萃取出來(lái)，使得瀝青的回收率不高，尾砂既不能二次利用也不能直接回填排放，不利于大規(guī)模的連續(xù)生產(chǎn)。

4.2 復(fù)合溶劑抽提

Farcasiu［23］公開了一種方法，即利用輕石腦油/甲醇溶劑體系從焦油砂中提取瀝青。理想的情況下，非極性成分的提取從石腦油相中回收；極性可溶性成分是從甲醇相中回收，瀝青質(zhì)以不溶狀態(tài)存在于兩種溶劑中的界面處得以回收。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：輕石腦油/甲醇（70/30體積分?jǐn)?shù)）溶劑體系的抽提率與苯抽提率相當(dāng)，并且抽提瀝青的品質(zhì)更高。

Chakrabarty［24］提出了采用極性/非極性二元復(fù)合溶劑從油砂中提取瀝青的概念，并通過(guò)調(diào)節(jié)極性溶劑和非極性溶劑的體積比來(lái)提高萃取效率。其中極性溶劑包括丙酮等羰基類化合物，非極性溶劑包括正戊烷、正庚烷、C2-C7烷烴等。采用丙酮/正庚烷（30/70體積分?jǐn)?shù)）復(fù)合溶劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其抽提率與甲苯相當(dāng)，溶解速率卻是甲苯2～3倍，在20℃時(shí)其黏度僅為0.26mPa·s遠(yuǎn)低于同溫度時(shí)黏度為0.59mPa·s的甲苯，相比之下更能減少瀝青的黏度，并且回收更容易；常壓下該復(fù)合溶劑的沸點(diǎn)至少比甲苯低53.5℃，在回收溶劑時(shí)也能降低大量的能耗。

馮杰［25］也發(fā)現(xiàn)復(fù)合溶劑烴-酮類（正庚烷/丙酮）、烴-酯類（正庚烷/乙酸乙酯）比純?nèi)軇┑妮腿÷矢?，并且毒性低，瀝青溶液的表面張力小，利于回收，是良好的分離油砂溶劑體系，為溶劑萃取油砂過(guò)程的優(yōu)化提供一些理論指導(dǎo)。Wang［6］等對(duì)復(fù)合溶劑分離新疆油砂進(jìn)行了理論分析，研究發(fā)現(xiàn)溶解度參數(shù)接近于瀝青質(zhì)且參數(shù)分布接近于甲苯的溶劑是分離新疆油砂的理想溶劑，采用復(fù)合溶劑正己烷-乙酸乙酯、環(huán)己烷-甲基乙基酮進(jìn)行了抽提實(shí)驗(yàn)，當(dāng)極性成分乙酸乙酯、甲基乙基酮的比例分別為0.33 和0.2時(shí)萃取效果最好，分別達(dá)到79%和67.7%，且實(shí)驗(yàn)成本最低。

唐曉東［26］等自制了一種新型的復(fù)合溶劑EOSA并對(duì)克拉瑪依油砂進(jìn)行了抽提實(shí)驗(yàn)，該復(fù)合溶劑可以很好地將瀝青溶解，并且密度小、不易結(jié)塊，考查了溫度、時(shí)間、溶劑用量對(duì)EOSA萃取分離油砂瀝青收率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)油砂顆粒＜40目、萃取溫度為30℃、萃取時(shí)間為30min、劑砂比為2mL/g時(shí)，油砂瀝青的收率可達(dá)95%以上。60～80℃的條件下回收溶劑，溶劑的回收率高達(dá)99.21%。該工藝整個(gè)操作過(guò)程都在較低溫條件下完成，具有無(wú)水參與、低能耗、高收率、零排放等一系列優(yōu)點(diǎn)。

復(fù)合溶劑具有黏度低、沸點(diǎn)低、毒性低、抽提過(guò)程中用量少、耗能少、瀝青收率高的優(yōu)點(diǎn)，利用復(fù)合溶劑或是在烷烴類溶劑中添加極性成分能較大程度的提高瀝青萃取效率，又能達(dá)到環(huán)境友好的目的，安全可靠，回收也較為容易，其工業(yè)化前景廣闊。

4.3 水輔助溶劑抽提

楊紅強(qiáng)［27］等開發(fā)了一種水輔助溶劑抽提法從油砂中提取瀝青的技術(shù)。該方法通過(guò)在油砂固相與有機(jī)溶劑間介入水層提取油砂中的瀝青，使得萃取體系較好的分為三相，水層位于中間相，其中水層的介入有效的降低了瀝青中固體微粒組分的含量，使之更容易與固相砂粒分離。以內(nèi)蒙古扎賚特旗油砂礦為研究對(duì)象，考察了溫度，復(fù)合溶劑、砂、水的質(zhì)量比，提取時(shí)間及溶劑的種類與性質(zhì)對(duì)瀝青回收率高低的影響，結(jié)果表明：使用復(fù)合溶劑甲苯/石腦油（50/50體積分?jǐn)?shù)）時(shí)，最佳操作條件為提取溫度50℃，油砂、水及復(fù)合溶劑質(zhì)量比1∶1∶1，提取時(shí)間25min。瀝青回收率可以達(dá)到90%，實(shí)驗(yàn)相關(guān)研究結(jié)果對(duì)溶劑法提取油砂中瀝青技術(shù)及溶劑種類的選擇具有指導(dǎo)作用。

Yang［28］等也采用該技術(shù)對(duì)風(fēng)化型油砂礦進(jìn)行了抽提實(shí)驗(yàn)，其中水層相要加入表面活性劑以防止固體微粒聚集懸浮在油與水界面處，影響后續(xù)分離?？紤]到抽提成本和環(huán)境問(wèn)題，采用石腦油作為抽提溶劑，抽提溫度50～60℃，油砂：石腦油：水=1∶1∶0.5，抽提30min，瀝青的回收率達(dá)到74%，石腦油的回收率也能達(dá)到92%以上。

該工藝和單獨(dú)用溶劑抽提相比，能更好的使瀝青組分和固體砂分離，同時(shí)能減少瀝青溶液中細(xì)砂和黏土顆粒含量，也能降低尾砂中溶劑的殘余量。但是由于引進(jìn)了水層，傳質(zhì)過(guò)程會(huì)受到影響，瀝青的回收率有所降低，而且會(huì)有極少量水滴（大約0.3%）乳化在瀝青中，會(huì)影響瀝青品質(zhì)。在工業(yè)生產(chǎn)中又會(huì)消耗大量的水資源，且工藝流程復(fù)雜，操作成本高，用于工業(yè)化生產(chǎn)還不成熟。

4.4 離子液體輔助溶劑抽提

應(yīng)用綠色溶劑離子液體輔助有機(jī)溶劑對(duì)油砂的萃取分離是近幾年新興的方法，相比有機(jī)溶劑，離子液體的優(yōu)點(diǎn)是：（1）具有極低的蒸汽壓，有良好化學(xué)和熱穩(wěn)定性，對(duì)環(huán)境污染?。?9］；（2）熔點(diǎn)低，溶解性好，可以通過(guò)改變離子種類和調(diào)整陰陽(yáng)離子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成不同的離子液體［30］。離子液體輔助溶劑抽提的原理在于利用離子液體高離子濃度而產(chǎn)生的獨(dú)特的界面行為，介入瀝青組分和固體顆粒表面之間的靜電作用力，降低它們的黏附作用，從而促使瀝青組分從砂粒表面脫離［31］。

張堅(jiān)強(qiáng)［32］等采用相對(duì)綠色的乙酸甲酯/正庚烷復(fù)合溶劑應(yīng)用于加拿大油砂瀝青萃取實(shí)驗(yàn)，研究了離子液體［Emim］BF4對(duì)油砂瀝青萃取率和分離潔凈程度的影響，采用紅外光譜儀和掃描電鏡對(duì)萃取后殘沙和瀝青的潔凈程度進(jìn)行了定性分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：復(fù)合溶劑體積比為2∶3時(shí)，加入離子液體［Emim］BF4后，瀝青的的最高回收率從86.28%增加到94.20%，萃取得到的瀝青中未檢測(cè)到含有細(xì)小黏土顆粒，有利于后續(xù)加工，殘沙也未檢測(cè)出殘留有離子液體或?yàn)r青中的有機(jī)物質(zhì)，避免了對(duì)環(huán)境造成的二次污染。

Paul［33］等在常溫或者稍高溫度（55℃）下分別用三種離子液體［bmim］［CF3SO3］、［bmmim］［BF4］和［bmmim］［CF3SO3］與甲苯混合對(duì)加拿大油砂進(jìn)行了抽提實(shí)驗(yàn)，形成了一個(gè)三相萃取體系。研究發(fā)現(xiàn)［bmmim］［CF3SO3］的輔助效果最好，當(dāng)油砂、甲苯和離子液體的質(zhì)量比為1∶2∶3，攪拌速率為400 r/min時(shí)，瀝青的提取率可以超過(guò)90%。回收瀝青和尾砂中都未檢測(cè)出離子液體或是溶劑殘留，分離效果較好。

隋紅［31］等發(fā)明了一種耗能低、耗水低、對(duì)環(huán)境影響小并且高萃取率的油砂分離方法即利用離子液體1-乙基- 3-甲基咪唑四氟硼酸鹽［Emim］［BF4］輔助有機(jī)溶劑萃取油砂，實(shí)驗(yàn)優(yōu)選出的抽提溶劑為丙酮-正庚烷（2∶6）復(fù)合溶劑，考察了離子液體用量、有機(jī)溶劑用量、抽提溫度、抽提時(shí)間對(duì)瀝青回收率的影響。研究表明：在離子液體的用量為油砂質(zhì)量的1～3倍，有機(jī)溶劑體積與油砂質(zhì)量比為6～10（ml/g），抽提溫度范圍為20～35℃的條件下，萃取30～60min，該方法能有效的將油砂中的瀝青組分分離，瀝青回收率高達(dá)95%。有機(jī)溶劑可以在70～200℃進(jìn)行蒸餾回收，油砂分離后的殘砂和離子液體在常溫條件下經(jīng)少量水洗，殘砂產(chǎn)品即能達(dá)到潔凈出料。離子液體和水蒸餾分離，可循環(huán)使用，為溶劑抽提法分離油砂提供了新思路。

雖然離子液體對(duì)油砂分離的輔助作用十分明顯，但其成本高、用量大、回收困難等因素是制約其廣泛應(yīng)用的最大問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的油砂資源豐富，已對(duì)多處油砂礦藏資源進(jìn)行了勘測(cè)和評(píng)估，具有廣闊的開發(fā)潛力。在油砂的幾種分離方法中溶劑抽提法具有提取率高、污染小，成本低等系列優(yōu)點(diǎn)，因而越來(lái)越受到人們的重視。但在現(xiàn)階段，采用溶劑抽提技術(shù)進(jìn)行油砂分離仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，其主要限制在于溶劑的回收和尾砂殘留，在溶劑的選擇及來(lái)源，過(guò)程安全控制等問(wèn)題上還需進(jìn)一步研究。

溶劑體系對(duì)萃取分離油砂過(guò)程以及能否進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)工業(yè)化起到重要作用。目前關(guān)于如何選擇溶劑體系仍沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范：但基本遵循幾個(gè)原則，溶劑具有較高的瀝青收率、取材廣泛、價(jià)格低廉、回收率高、重復(fù)利用性能好、對(duì)環(huán)境影響小等，而溶劑回收體系也要本著能耗低和設(shè)備投資少的原則并且避免乳化現(xiàn)象的產(chǎn)生。鑒于目前的工藝研究現(xiàn)狀、經(jīng)費(fèi)狀況和成本控制要求，以及綜合各類溶劑的特點(diǎn)，發(fā)展復(fù)合溶劑抽提法也許是一個(gè)有效的解決途徑，以期實(shí)現(xiàn)油砂分離的商業(yè)可行性和環(huán)境兼容性的目標(biāo)。

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技術(shù)交流 Technical Exchange

聚二甲基硅烷的合成研究

Research Progress on Solvent Extraction Separation Techniques of Oil Sands

LIN Xi-zhe，LI Dong-sheng and Li Xiao-ou
（College of Chemistry，Chemical Engineering and Environmental Engineering，Liaoning Shihua University，F(xiàn)ushun 113001，China）

Abstract：The application and research status of solvent extraction in oil sand separation were introduced. The principle of the selection of extraction solvent，the experimental principle of solvent extraction method，the extraction mechanism，and the factors that affecting the extraction effect were discussed. Subsequently，the single solvent extraction，the compound solvent extraction，water-assisted solvent extraction and the application of ionic liquids in the extraction experiments were introduced. According to the characteristics of various solvents，the prospect of its application in oil sand separation was analyzed，and related suggestions were put forward for the development of solvent extraction technology in the end.

Key words：Oil sands；solvent extraction；solvent system；bitumen；recovery rate

中圖分類號(hào)：TQ028.32

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001- 0017（2016）01- 0070- 05

收稿日期：2015- 10- 26

作者簡(jiǎn)介：林希哲（1990-），男，遼寧本溪人，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)榉浅Ｒ?guī)石油資源的利用。E- mail：1124192821@qq.com