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本论文基于油砂沥青溶剂抽提与超临界CO2回收溶剂的组合新工艺,对油砂开发的新工艺进行了探讨。 通过间歇式萃取实验,考察常压下温度、时间、剂砂比对油砂沥青回收率的影响,确定重整汽油为萃取溶剂,甲苯为参比溶剂,其最佳工艺条件及油砂沥青回收率分别为,重整汽油50℃、60min、剂砂比1:1,回收率89.63%:甲苯50℃、60min、剂砂比1:1,回收率92.41%。同时证明,正规溶液理论能够准确预测溶剂对油砂的萃取效果。 以重整汽油和甲苯为溶剂对油砂进行半连续式萃取,考察温度、压力、时间、溶剂流量对油砂沥青回收率的影响,确定最佳工艺条件及回收率分别为,重整汽油80℃、1MPa、2h、溶剂流量60 mL/min,回收率92.74%;甲苯为100℃、2MPa、2h、溶剂流量75 mL/min,回收率94.45%。可见重整汽油对油砂的回收率较高,而所需的温度、压力以及溶剂流量均比甲苯低,而回收率仅相差3%,萃取效率较高。 利用长窗高压相平衡仪,研究溶剂-CO2体系的相平衡规律。根据不同CO2摩尔比下的P-T相图,得到重整汽油回收的操作区域为40～50℃、11～14MPa,分离器温度和压力分别为75℃、5MPa;甲苯回收的操作区域为40～60℃、9～11MPa,分离器温度和压力分别为85℃,5MPa。 在超临界萃取装置上,利用CO2对油砂中残余的溶剂进行回收,考察温度、压力、CO2流量、时间对溶剂回收率的影响,确定了回收过程的最佳工艺条件,重整汽油为温度50℃,压力13 Mpa,CO2流量7.5 L/h,时间1h;甲苯为温度60℃、压力11 Mpa、CO2流量6.3 L/h、时间1h。在最佳条件下,重整汽油和甲苯的回收率分别为98.71%和99.53%。可见以CO2回收重整汽油和甲苯是切实可行的。