油砂资源现状及其开采分离方法浅谈

１ ２ 油砂 组成 及性质 ．
油砂属于非常规石油资源 ， 沥 青 、 、 及粘 土的混合 物。 是 水 砂 通 常 含 有 ８ ％ ～ ０ 的 固体 矿 物 （ 、 土 等 ） ３ 一 ％ 的 水 和 ０ ９％ 砂 粘 、％ ６ ６ ～ ０ 的沥青 。 ％ ２％
成为传统原油的重要补充 。
委 内瑞拉 ， 前苏联 ， 国 ， 美 马尔什 加 ， 阿尔 巴尼亚 ， 立尼 达和 罗 特 马尼亚等国家。其 中大约 ９ ％ 所探 明的油 砂矿 藏分 布 于加拿 ５ 大、 委内瑞拉及美 国。油砂 的可 采资源量 约为 ６５０亿桶 ， １ 占世 界 石油 可 采 总 量 的 ３ ％ ｔ ， 成 为 世 界 能 源 结 构 的 重 要 组 成 ２ ２ 已 ］
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外公 司回收其 中的 ＴＯ ｉ 生产颜 料 。中国部 分 油砂 矿物 中石 英含量较少 ， 长石等 含量较高 ， 见表 ２ 。
表 ２ 中国 部 分 地 区油 砂 矿 固体 矿 物 组 成
深度分为露天开采 和就地开采两大类 。油 砂厚度达 ３ ４ 上 ０— ５ｍ， 面覆 盖 层 厚 度不 超 过 １０ｍ， 油 率 大 于 ８ ～ ％ ， 合 露 天 开 ０ 含 ％ ９ 适
部分 。 加 拿 大 是 油 砂 资 源 最 为 丰 富 的 国 家 ， 尔 伯 塔 省 有 约 １７ 阿 ． 万 亿 桶 的油 砂 储 量 … ， 占世 界 油 砂 资 源 的 ４ ％ ， 拿 大 也 因此 约 ０ 加 成 为仅 次于 沙 特 阿拉 伯 的 世 界 第 二 大 储 油 国 。 我 国 的油 砂 资 源 经 勘 查 ， 国油 砂 油 资 源 量 为 ５ ． 全 ９ ７亿 ｔ可 ，
达 ９．％以上 。 ５５
油砂沥青是烃类和非烃类有 机物质 ， 是稠粘 的半 固体 ， 粘度 般大于 １０×１ ａ・ ， ． ０ ｍＰ ｓ主要 由于生物 降解 、 轻烃挥发 、 洗 、 水
（ ａ ｓａ ｕ ｔ ｎＥ ｇ ｅｒ ｇａ ｄＴ ｃｎ ｌ ｙＣ ． Ｌｄ ， Ｃ， ｎ ｕ Ｍ ａｓａ ４ ０ ０ Ｃ ｉ ） ＭａｎｈｎＨ ａｉ ｎ ｉ ｅｉ ｎ ｅｈ ｏｏ ｏ ，ｔ． ＭＣ Ａ ｈ ｉ ａｎｈ ｎ２ ３０ ， ｈｎ ａ ｎ ｎ ｇ ａ
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表 １ 加 拿 大 Ａｈｂ ｓａ 砂 矿 物 组 成 ｔａａｃ 油
广 州化 工
・ ５・ ２
进行的元素分析 表 明： 与国外油 砂 比较 ， 中国油砂 Ｎ含量相 差不大 ， 硫含量较低 ， 氧含量较高 ， 说明 国外 油砂沥青为海相生油 ， 而我国为陆相生油 ； 氧含量高说明我 国沥青氧化程度高… 。
采 ； 于 埋 藏 较 深 的油 砂 矿 则 要 采 取 就 地 开 采 的 方 式 。 对 露 天 开 采 的 油 砂要 经过 油 砂 分 离 ， 沥青 改 质 和 废 物 处 理 三 个 环节。其中油砂分离包括热碱水法 、 溶剂萃取法以及干馏法等 。
用 于开采深埋 地下的油砂 的现 场分离法 已经十分成 熟。这 种 方 法 是 在 井 下 将 沥 青 加 热 和 稀 释 至 可 以 流 动 ， 后 将 液 化 的 然 沥青抽到地 面上 。 目前广 泛采用的方法主要有两种 ： （） １ 循环蒸汽刺激 法 将高压蒸汽 注入 到 油砂层 中， 留几个 星期 。热量 使沥 青 停 软化 ， 水蒸 汽使 沥青 稀释并 使 沥青 与砂子 分离 。然后 将 可 以流 动的沥青抽到地 面。 （ ） 汽辅助重力排泄法 ２蒸 在 油 砂层 中钻 两 口平 行 的 井 ， 个 在 上 ， 个 在 下 ， 蒸 汽 连 一 一 将 续的注入上边的井 ， 当蒸汽对油砂层进行加热时 ， 油砂将被软化并 靠重力流到下面的井中 ， 然后被抽到地 面。 目前 的生产技术可 以 采收井下沥青储藏 的， 这远远大于常规轻质石油的采收率。
对 沥青 进 行 分 离 可 以 得 到 馏 分 ： 和 分 ， 香 分 ， 质 一１ 胶 饱 芳 胶 ， 质一 ２及沥青 质 ， 有研究表 明沥青质含量高的沥青其黏度也高 。
表 ４ 油 砂 沥 青 组 分
１ ３ 油砂 资 源开 采方 法及 利用 前景 ．
从 表 １中可 以看 出 ， 拿 大 Ａ ｈｂｓａ油 砂 矿 物 中主 要 是 石 加 ｔａａｃ 英和粘土 ， 金属矿 物以 ｃ ， ｅ ａ Ｆ 矿为 主， 含有少 量 ＴＯ 。有 报道 国 ｉ 油砂 矿 的开 采 有 别 于一 般 重 油 的 开采 ， 矿 藏 的厚 度 和埋 藏 按
目前 ， 加拿大 已经进入了大规模 商业开发 阶段 ， 罗斯也 已 俄 开始大规模工业提炼 ， 而委 内瑞拉 、 国 、 美Fra Baidu bibliotek墨西 哥等 都有 工业化
或 中型 试 验 装 置 。
采资源量为 ２ ．８亿 ｔ重点分 布在准 噶尔 、 ２５ ， 柴达 木 、 辽 、 松 鄂尔 多斯 、 塔里木 、 四川等大盆地中。１ 个 主要盆地 占全国地质资源 １ 量 的 ９．％ ， 采资源量的 ９ ．％Ｌ 。 ７６ 可 ７５ ３ Ｊ
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２ ４・
广州 化工
２１ 年 ３ ０１ ９卷第 ８期
油 砂 资 源 现 状 及 其 开 采 分 离 方 法 浅 谈
黄 剑雄
（ 中冶华天工程技术有限公 司， 安徽 马鞍 山 ２３０ ） ４００
摘 要 ： 世界油砂矿藏主要沿环太平洋带和阿尔卑斯带展布， 前大约 ９％所探明的油砂矿藏分布于加拿大、 目 ５ 委内瑞拉及美
国。油砂 的可采资源量约为 ６ １ ５０亿桶 ， 占世界石油 可采 总量 的近 三分之一 。露天开采的油砂要经过油砂分离 ， 沥青改质 和废 物处理 三 个 环 节 。其 中油 砂 分 离 包 括热 碱 水 法 、 剂 萃 取 法 以 及 干 馏法 等 。 溶
关键 词 ： 油砂； 资源现状； 分离方法
Ｂｒｅ ａｙ ｉ ｆｔ ｅ Ｅｘ ｓｉ ｎｄ ｔｏ ｎ ｈｅ Ｓ ｐａ ａ ｉｎ Ｍ ｅ ｈｏ ｆＯ ｉ Ｓ ｎ ｓ ｉｆＡｎ ｌｓｓｏ ｈ ｉｔｎｇ Ｃｏ ｉｉ ｎ ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｔｏ ｔ ｄ ｏ ｌ— ａ ｄ
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２ 油 砂 分 离 方 法
１２ ２ 油 砂 沥 青 ．．
一
２ １ 热 碱 水 法 ．
根据 油砂 中是否存在束缚水可将其 分为水润 湿性和油 润湿 性油砂 。热碱水法 适用 于水 润湿性 油砂 ， 利用 含碱 的热水 加 是 热油砂 ， 得油和砂分离 。其 主要 流程是将 ５ ８ 使 ０～ ０℃ 的热碱 水 与油砂矿一起搅 拌 ， 后 利用 重 力 以及离 心力将 油分 离 出来 。 随 其 优 点 是 抽 提 效 率 较 高 。但 缺 点 是 能 耗 大 ， 且 会 造 成 环 境 污 而 染 。目前从降低 能耗 的角度已经进行 了改进 ， 主要有温 水法 、 加 溶 剂 助 剂 法 以及 Ｏ Ｌ Ｓ Ｏ冷 水 法 等 。严 格 等 考 察 了 用 热 碱 水 法
１２ １ 固体矿物 ．． 油砂 中固体矿物一般 包括砂 粒 、 土 、 属氧 化物 、 粘 金 硫化 物 和碳酸盐 Ｊ含量在 ８ ％ ～９ ％之 间。按加 拿大对 油砂 固体 矿 ， ０ ０
１ 油砂 概 述
１ １ 油砂 资源分布 及储量 ．
世界油砂矿藏主要 沿环太平 洋带 和阿 尔卑斯 带展 布 ， 资源 极 为 丰富 。全 世 界油 砂 总储 量 约 为 ４万 亿 桶 ， 分 布 在加 拿 大 ， 主要
物的分类 ， 其粘土是指 颗粒半径 小于 ４ ｍ 的细粒。不 同固体 ４
组 成 和 颗 粒 大 小 分 布 会 直 接 对 分 离 方 法 的 选 择 产 生 影 响 ， 究 研 固 体 矿 物及 其属 性 对 沥青 抽 提 及 其 加 工 具 有 重 要 意 义 。
２１ 年 ３ ０１ ９卷 第 ８期
油砂 又称作焦油砂或沥青砂 ， 是沥青 、 、 水 砂及粘 土 的混合物 ， 形
态上 是 砂 粒 或 岩 石 被 又 重 又粘 的 沥 青 所 浸 润 、 覆 。油 砂 不 能 包 通 过 一 般 采 出重 油 的 开 采方 法 获 取 原 油 ， 油砂 矿 常 埋 深 较 浅 ， 但 可 以露 天 开 采 ， 提 取 沥 青 加 工 成油 品 … 。 再
我国也是世界油砂矿资 源丰 富的国家 之一 ， 目前 尚未 系 但 统 地 开 展 油 砂 资 源调 查 评 价 工 作 。根 据 近 年来 一 些 大 型 石 油 企
业 组 织 的地 质 调 查 结 果 来 看 ， 国 油 砂 矿 藏 具 有 量 大 、 多 、 我 点 面 广 、 多 的特 点 ， 要 分 布 于 西 部 和 东 部 盆 地 。可 以 预 见 ， 将 层 主 其
从 内蒙 油 砂 中分 离 油 砂 油 的 工 艺 条 件 ， 工 艺 参 数 ： 水 、 砂 在 碱 油 质 量 比 １５ ： ～ ： ， 、 质 量 比 ０ ２ ～０ ５ ， 度 ９ ． １ ２ １碱 水 ．％ ．％ 温 ５℃ ， 搅拌速度 ７ ５—１０ｒｍ ｎ 抽 提时间 ３ ｉ ， ０ ｉ， ／ ０ｒ ｎ时 油砂 油 回收率 可 ａ
随着世 界经济对石油需求 的不 断增加 ，常规石油资源 已不 能满足石油需求的快速增长 ， 作为补充和替代 ， 非常规石油资源
正在 得 到 人 们 越 来 越 多 的关 注 ； 时 ， 断 上 涨 的油 价 又 使 得 其 同 不 商业 开发 成 为 可 能 。 非 常 规 石 油 资 源 主要 包 括 油 页 岩 、 质 原 油 和油 砂 。 其 中 ， 重