油砂(又稱瀝青砂)通常包含約 10% 的瀝青並與(yu) 淤泥、粘土和水混合一起,75% 的含量為(wei) 無機物。瀝青屬於(yu) 重油,因其具有高粘度和硫磺成分而缺乏自然流動性。美國地質調查局稱世界上 80% 以上的可采集天然瀝青都蘊藏在北美,而加拿大的油砂儲(chu) 量相當於(yu) 全世界石油儲(chu) 量的 14%。
加拿大已經率先實現了從(cong) 油砂中提取石油,目前其國產(chan) 石油的總量中,約有 46% 來自於(yu) 油砂提取。預計到 2015 年,通過油砂提取的石油日產(chan) 量將達到 280 萬(wan) 桶。瀝青砂可通過兩(liang) 種形式出售:一種是混入稀釋液以便於(yu) 運輸的原瀝青,另一種是提煉後的合成原油。
油砂采油法適用於(yu) 岩石覆蓋厚度少於(yu) 75 米厚並且比油砂厚度薄的地質。油砂經壓碎後,最多可從(cong) 泥漿中提取 90% 的瀝青,這些瀝青可作為(wei) 原瀝青出售或經過提煉後作為(wei) 合成原油出售。
當采礦作業(ye) 的實用性不高時,一共有四種現場抽取過程。
它們(men) 是:
冷采法:如果油砂的重量足夠輕,無需加熱就能直接流到井口,則可使用冷采方法。在加拿大,有三分之一的油砂是通過此方法生產(chan) 的。
循環蒸汽激產(chan) 法 (CSS):這是就地處理過程中最常見的方法。此方法通過豎井向儲(chu) 層內(nei) 注入蒸汽以加熱油砂,此後經液化的瀝青經過同一個(ge) 井口被泵出表麵。但是這種方法隻可以采出 25-30% 的儲(chu) 量。
蒸汽輔助重力泄油法(SAGD):運作時的蒸汽/石油比例較低。此技術能夠將瀝青采集效率提高到 70%,並將在大部分新的現場作業(ye) 項目中取代 CSS 技術。
蒸汽萃取 (VAPEX) 法:這是一種新興(xing) 的技術,采用、或丙烷來取代蒸汽,它通過將這些氣體(ti) 注入儲(chu) 油層來驅使瀝青朝出油井流動。此方法因其采用氣體(ti) 取代蒸汽,因此無需使用蒸汽發生器,從(cong) 而也消除了對水和天然氣的需求,因此僅(jin) 需 SAGD 技術一半的成本和 25% 的資金投入。
在常規煉油廠進一步處理所提取的瀝青之前,必需使用氣體(ti) 首先提煉出輕型合成原油。
石油工業(ye) 研究院 (RIPI) 聲稱加氫轉化過程相對於(yu) 傳(chuan) 統的加氫裂化過程有某些優(you) 點。氫化和操作條件可在沒有焦化和過度聚合的情況下就能達到更高的轉換效率,同時還能消除所有重金屬和幾乎 30% 的硫磺成分。
原料通過和催化物共同作用被氫化,此過程可將重原油的重力從(cong) 7-20 API 降低到 30-35 API,從(cong) 而將其轉換成價(jia) 值更高的輕型合成原油。
於(yu) 1983 年 8 月 16 日發布的一項美國專(zhuan) 利概要中指出了氣體(ti) 在該創新處理過程中所起的作用,“從(cong) 瀝青砂中生產(chan) 燃料的合成過程包括以下步驟:從(cong) 瀝青砂中通過熱水分離步驟提取瀝青,提取出來的瀝青在加氫轉化步驟中被轉化成氣態和液態燃料。從(cong) 瀝青轉化步驟中得到的碳質殘渣與(yu) 氧氣一同氣化,從(cong) 而產(chan) 生出合成氣體(ti) …”
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