專利名稱：采用微生物驅(qū)油技術(shù)水基提取油砂中瀝青油的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于油砂分離技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種油砂水基提取浙青油的方法，尤其涉及一種利用微生物驅(qū)油技術(shù)(MEOR)水基提取油砂中浙青油的方法。
背景技術(shù)：
油砂(Oil Sands)又稱為焦油砂(Tar Sands),其主要成分包括沙粒或粘土、浙青油(bitumen)以及水分等。目前在世界范圍內(nèi)油砂儲(chǔ)量豐富，其已探明儲(chǔ)量約占世界原油總儲(chǔ)量的30%。加拿大是世界上油砂儲(chǔ)量第一大國(guó)，其油砂工業(yè)化開采較早而且相當(dāng)發(fā)達(dá)， 2010年油砂礦日產(chǎn)原油200萬(wàn)桶，占加拿大國(guó)內(nèi)原油開采量的40%。我國(guó)油砂礦資源儲(chǔ)量也相當(dāng)豐富，據(jù)國(guó)土資源部等部門對(duì)我國(guó)油氣資源評(píng)估獲悉，我國(guó)油砂礦資源保守儲(chǔ)量在千億噸，其中可采儲(chǔ)量在100億噸左右，約占我國(guó)油氣資源總量的30%。2003年全國(guó)油氣資源評(píng)估中，首次將油砂、油頁(yè)巖等非常規(guī)資源納入評(píng)估對(duì)象，這說(shuō)明了非常規(guī)油氣資源(油砂、 油頁(yè)巖等)已進(jìn)入國(guó)家能源戰(zhàn)略視野。而隨著傳統(tǒng)原油資源因超負(fù)荷開采利用而日漸枯竭之勢(shì)，非常規(guī)能源油砂的開采及利用將會(huì)受到重視。目前國(guó)際上油砂的開采方法主要有露天開采和原位開采。其中露天開采主要針對(duì)礦藏深度較淺的油砂礦，藉由機(jī)械挖掘、傳送帶運(yùn)輸?shù)确椒ㄩ_采出油砂，然后針對(duì)油砂的特性而采取水基提取(Water-Based Extraction)或干懼分離。原位開采主要針對(duì)礦藏深度較深的油砂礦，通過(guò)注入蒸汽、溶劑等直接獲得浙青，其具體方法包括出礦冷采、蒸汽輔助重力泄油等。水基提取油砂中浙青油是目前國(guó)際上幾大油砂開采公司所采用的基本方法，該方法的特點(diǎn)是技術(shù)成熟、成本較低，環(huán)境污染相對(duì)較小。但該方法的缺點(diǎn)是只能針對(duì)親水性油砂礦，而對(duì)于我國(guó)大部分地區(qū)的油砂礦(親油性)則不適用。隨著油砂礦的大規(guī)模開采利用，優(yōu)質(zhì)、易于水基提取的油砂礦日漸減少，而聞電解質(zhì)、聞?wù)惩梁康挠蜕暗V或者風(fēng)化油砂礦在水基提取過(guò)程中浙青油回收率不高，因此加強(qiáng)對(duì)此類油砂礦新型前處理方法的研究勢(shì)在必行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種采用微生物驅(qū)油技術(shù)水基提取油砂中浙青油的方法。本發(fā)明采用微生物驅(qū)油技術(shù)水基提取油砂中浙青油的方法，是采用微生物驅(qū)油技術(shù)，對(duì)油砂在水基提取前進(jìn)行微生物細(xì)菌培養(yǎng)處理，通過(guò)微生物細(xì)菌對(duì)油砂中浙青油中的某些大分子物質(zhì)的選擇性作用來(lái)影響油砂的物理化學(xué)性質(zhì)，從而改善油質(zhì)并提高浙青回收率。其具體方法是是將油砂浸潰在由無(wú)機(jī)培養(yǎng)基與微量元素的水溶液構(gòu)成的培養(yǎng)體系中， 再對(duì)該培養(yǎng)體系進(jìn)行高壓蒸汽滅菌處理，使其保持無(wú)菌狀態(tài)；然后在培養(yǎng)體系中植入微生物菌株，對(duì)油砂進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)；細(xì)菌培養(yǎng)完成后，進(jìn)行浮選處理，最后得到浙青油泡沫體。所述無(wú)機(jī)培養(yǎng)基為Na2HPO4 · 12H20、KH2PO4、NaNO3、NaCl、CaCl2^MgSO4 的混合溶液，而且，每升培養(yǎng)體系中，Na2HPO4 · 12H20 :3 4 g，KH2PO4 Γ 2 g，NaNO3 :5 6 g，NaCl Γ . 5 g, CaCl2 0. Γθ. 15 g, MgSO4 0. 25 0· 3 g。所述微量元素溶液為FeCl3 · 6H20、ZnSO4 · 7H20、CuSO4 · 5H20、MnSO4 · H2O, H3BO3 的混合溶液。每升培養(yǎng)體系中，F(xiàn)eCl3 ·6Η20 0. 08 O. IgjZnSO4 ·7Η20 0. 75 O. 8g,CuSO4 ·5Η20 O. 075 O. 08 g, MnSO4 · H2O 0. 75 O. 8 g, H3BO3 O. 15 O. 2 g。所述微生物細(xì)菌為銅鋁假單胞菌或枯草芽孢桿菌。微生物細(xì)菌植入量為每升培養(yǎng)體系中植入微生物細(xì)菌4飛ml。所述細(xì)菌培養(yǎng)的溫度為25 32°C，優(yōu)選 30°C ;培養(yǎng)周期為I飛周，優(yōu)選2 3周。所述浮選處理，是將經(jīng)過(guò)細(xì)菌培養(yǎng)后的油砂移到浮選池中，補(bǔ)加去離子水，使每升水中油砂的含量為15(T300 g ;調(diào)節(jié)體系的ρΗ=8. (Γ8. 5，然后進(jìn)行浮選；浮選條件為搖床轉(zhuǎn)速 120(Tl800rpm，通氣流量 10(T200ml/min，浮選溫度 4(T80°C。本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果本發(fā)明采用微生物驅(qū)油技術(shù)，對(duì)油砂在水基提取前進(jìn)行微生物細(xì)菌培養(yǎng)處理，一方面能夠影響油砂及水環(huán)境的物理化學(xué)性質(zhì)，另一方面由于微生物細(xì)菌在生長(zhǎng)過(guò)程中需要利用浙青油中重質(zhì)組分中N、S等元素，因此降解了該重質(zhì)組分，提高了浙青油的回收率，改善了浙青油的品質(zhì)，從而解決了油砂礦，尤其是高電解質(zhì)、高粘土含量的油砂礦或者風(fēng)化油砂礦等難處理礦的浙青油分離回收問(wèn)題。實(shí)踐證明，采用本發(fā)明的方法水基提取油砂中浙青油，回收率高達(dá)98%。


圖I為實(shí)施例I中油砂水基分離提取浙青油的回收率與浮選時(shí)間關(guān)系曲線；
圖2為實(shí)施例2中油砂水基分離提取浙青油的回收率與浮選時(shí)間關(guān)系曲線。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明油砂水基分離提取浙青油的方法作詳細(xì)的說(shuō)明。實(shí)施例I
油砂的選取風(fēng)化油砂礦，取自內(nèi)蒙古扎賚特旗，其基本組成及含量如下固體組分 (沙粒、粘土)89 wt%、浙青10. 4 wt %、水O. 6 wt %。由于該油砂中固體組分(沙粒、粘土)表面為強(qiáng)疏水性，因此該類油砂在正常浮選時(shí)產(chǎn)生很少浙青泡沫甚至不產(chǎn)生，因而不能進(jìn)行水基提取浙青油。油砂水基提取浙青油的工藝
(I)準(zhǔn)確稱量300 g油砂，轉(zhuǎn)移到500ml三角燒瓶?jī)?nèi)，再添加300ml的培養(yǎng)體系， 該培養(yǎng)體系是由無(wú)機(jī)培養(yǎng)基及微量兀素的水溶液，且每升培養(yǎng)體系中，無(wú)機(jī)培養(yǎng)基 Na2HPO4 · 12H20 3g, KH2PO4 11 g, NaNO3 5 g, NaCl 1 g, CaCl2 0. I g, MgSO4 0. 25 g ;微量元素=FeCl3 · 6H20 0. 08 g, ZnSO4 · 7H20 0. 75 g, CuSO4 · 5H20 0. 075 g, MnSO4 · H2O 0. 75 g，H3BO3 0. 15 g。然后對(duì)該培養(yǎng)體系進(jìn)行高壓蒸汽滅菌處理，使該培養(yǎng)基體系保持無(wú)菌狀態(tài)，避免外來(lái)微生物菌種的干擾。(2)在上述處理后的培養(yǎng)體系中植入銅綠假單胞菌菌液2ml，設(shè)定搖床轉(zhuǎn)速 60rpm，控制培養(yǎng)溫度為30°C，培養(yǎng)兩周時(shí)間。(3)完成培養(yǎng)周期后，對(duì)經(jīng)過(guò)培養(yǎng)的油砂進(jìn)行浮選處理將含培養(yǎng)基油砂轉(zhuǎn)移到體積為IL的浮選池，并補(bǔ)加去離子水使浮選池內(nèi)水相體積達(dá)到900ml，用NaHCO3和/或 NaOH調(diào)節(jié)ρΗ=8. (Γ8. 5，然后進(jìn)行攪拌浮選。浮選條件為搖床轉(zhuǎn)速1200rpm，通氣流量 200ml/min,浮選溫度控制在60°C,浮選時(shí)間為15min。浮選完成后，收集浙青泡沫體,用 Dean-Stark方法進(jìn)行分析計(jì)算浙青回收率,結(jié)果如圖I所示，浙青最終回收率達(dá)98%。實(shí)施例2
油砂的選取高電解質(zhì)、高粘土含量的油砂礦，取自新疆黑油山，其基本組成及固體組分(沙粒、粘土)92. 3 wt%、浙青5. 3 wt %、水2. 4 wt %。由于該油砂中固體組分(沙粒、粘土)表面為強(qiáng)疏水性，因此該類油砂在正常浮選時(shí)產(chǎn)生很少浙青泡沫甚至不產(chǎn)生，因而不能進(jìn)行水基提取浙青油。油砂水基提取浙青油的工藝
(I)準(zhǔn)確稱量300 g油砂，轉(zhuǎn)移到500ml三角燒瓶?jī)?nèi)，再添加300ml的培養(yǎng)體系，該培養(yǎng)體系是由無(wú)機(jī)培養(yǎng)基及微量元素的水溶液，且每升培養(yǎng)體系中，無(wú)機(jī)培養(yǎng)基=Na2HPO4 · 12H20 4 g, KH2 · PO4 12 g, NaNO3 6 g, NaCl 1. 5 g, CaCl2 0. 15 g, MgSO4 0. 3 g ;微量元素: FeCl3 · 6H20 0. I g, ZnSO4 · 7H20 0. 8 g, CuSO4 · 5H20 0. 08 g, MnSO4 · H2O 0. 08 g, H3BO3
0.2 g。然后對(duì)該培養(yǎng)體系進(jìn)行高壓蒸汽滅菌處理，使該培養(yǎng)基體系保持無(wú)菌狀態(tài)，避免外來(lái)微生物菌種的干擾。(2)在上述處理后的培養(yǎng)體系中植入枯草芽孢桿菌3. 5ml,設(shè)定搖床轉(zhuǎn)速60rpm, 控制培養(yǎng)溫度為30°C，培養(yǎng)三周時(shí)間。(3)完成培養(yǎng)周期后，對(duì)經(jīng)過(guò)培養(yǎng)的油砂進(jìn)行浮選處理將含培養(yǎng)基油砂轉(zhuǎn)移到體積為I L的浮選池，并補(bǔ)加去離子水使浮選池內(nèi)水相體積達(dá)到900ml，用NaHCO3和/或 NaOH調(diào)節(jié)ρΗ=8. (Γ8. 5，然后進(jìn)行攪拌浮選。浮選條件為搖床轉(zhuǎn)速1200rpm，通氣流量 200ml/min,浮選溫度控制在60°C,浮選時(shí)間為15min。浮選完成后，收集浙青泡沫體,用 Dean-Stark方法進(jìn)行分析計(jì)算浙青回收率,結(jié)果如圖2所示,浙青最終回收率達(dá)92%。
權(quán)利要求
1.一種采用微生物驅(qū)油技術(shù)水基提取油砂中浙青油的方法，是將油砂浸潰在由無(wú)機(jī)培養(yǎng)基與微量元素的水溶液構(gòu)成的培養(yǎng)體系中，再對(duì)該培養(yǎng)體系進(jìn)行高壓蒸汽滅菌處理，使其保持無(wú)菌狀態(tài)；然后在培養(yǎng)體系中植入微生物菌株，對(duì)油砂進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)；細(xì)菌培養(yǎng)完成后，進(jìn)行浮選處理，最后得到浙青油泡沫體。
2.如權(quán)利要求I所述采用微生物驅(qū)油技術(shù)水基提取油砂中浙青油的方法，其特征在于所述無(wú)機(jī)培養(yǎng)基為 Na2HPO4 · 12H20、KH2P04、NaN03、NaCl、CaCl2、MgSO4 的混合溶液。
3.如權(quán)利要求2所述采用微生物驅(qū)油技術(shù)水基提取油砂中浙青油的方法，其特征在于所述無(wú)機(jī)培養(yǎng)基在培養(yǎng)體系中的含量為每升培養(yǎng)體系中，Na2HPO4 · 12H20 3^4 g， KH2PO4 :11 12 g, NaNO3 :5 6 g, NaCl Γ . 5 g, CaCl2 :0· Γθ. 15 g, MgSO4 :0. 25 O. 3 g。
4.如權(quán)利要求I所述采用微生物驅(qū)油技術(shù)水基提取油砂中浙青油的方法，其特征在于所述微量元素溶液為 FeCl3 · 6H20、ZnSO4 · 7H20、CuSO4 · 5H20、MnSO4 · H2O, H3BO3 的混合溶液。
5.如權(quán)利要求4所述采用微生物驅(qū)油技術(shù)水基提取油砂中浙青油的方法，其特征在于所述微量兀素在培養(yǎng)體系中的含量為每升培養(yǎng)體系中，F(xiàn)eCl3 · 6H20 :0. 08、. I g, ZnSO4 · 7H20 O. 75 O. 8 g, CuSO4 · 5H20 :0. 075 O. 08 g, MnSO4 · H2O :0. 75 O. 8 g, H3BO3 O.15 O. 2 go
6.如權(quán)利要求I所述采用微生物驅(qū)油技術(shù)水基提取油砂中浙青油的方法，其特征在于所述培養(yǎng)體系中油砂的含量為每升培養(yǎng)體系中，浸潰油砂80(Tl000 go
7.如權(quán)利要求I所述采用微生物驅(qū)油技術(shù)水基提取油砂中浙青油的方法，其特征在于所述微生物細(xì)菌為銅鋁假單胞菌或枯草芽孢桿菌。
8.如權(quán)利要求書I所述采用微生物驅(qū)油技術(shù)水基提取油砂中浙青油的方法，其特征在于所述微生物細(xì)菌植入量為每升培養(yǎng)體系中植入微生物細(xì)菌4 6ml。
9.如權(quán)利要求I所述采用微生物驅(qū)油技術(shù)水基提取油砂中浙青油的方法，其特征在于所述細(xì)菌培養(yǎng)的溫度為25 32°C，培養(yǎng)周期為I飛周。
10.如權(quán)利要求I所述采用微生物驅(qū)油技術(shù)水基提取油砂中浙青油的方法，其特征在于所述浮選處理，是將經(jīng)過(guò)細(xì)菌培養(yǎng)后的油砂移到浮選池中，補(bǔ)加去離子水，使每升水中油砂的含量為15(T300 g ;調(diào)節(jié)體系的ρΗ=8. (Γ8. 5，然后進(jìn)行浮選；浮選條件為搖床轉(zhuǎn)速 1200 1800rpm，通氣流量 10(T200ml/min，浮選溫度 40 80°C。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種采用微生物驅(qū)油技術(shù)水基提取油砂中瀝青油的方法，屬于油砂分離技術(shù)領(lǐng)域。該方法采用微生物驅(qū)油技術(shù)，對(duì)油砂在水基提取前進(jìn)行微生物細(xì)菌培養(yǎng)處理，通過(guò)微生物細(xì)菌對(duì)油砂中瀝青油中的某些大分子物質(zhì)的選擇性作用來(lái)影響油砂的物理化學(xué)性質(zhì)，有效提高了瀝青油的回收率，改善了瀝青油的品質(zhì)，解決了油砂礦，尤其是高電解質(zhì)、高粘土含量的油砂礦或者風(fēng)化油砂礦等難處理礦的瀝青油分離回收問(wèn)題。實(shí)踐證明，采用本發(fā)明的方法水基提取油砂中瀝青油，回收率高達(dá)98%，在油砂分離提取的工業(yè)生產(chǎn)中具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C10C3/00GK102585873SQ20121006304
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月12日
發(fā)明者丁明山, 任嗣利 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所