本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種用于將絮凝劑內(nèi)嵌地注入到熟化細粒尾礦(MFT)的流體流中的方法和裝置。該方法包括以下步驟：a)沿著流體地連接到管道的給定通道提供待處理的熟化細粒尾礦的流體流；b)提供絮凝劑源；c)通過用于以擴散的方式將絮凝劑注入到流體流中的多個注射出口將所絮凝劑引入到熟化細粒尾礦的流體流中，以增加注入的絮凝劑的暴露表面面積并因此增加與熟化細粒尾礦的相應反應，以便改善所述熟化細粒尾礦的絮凝和/或其它期望的結(jié)果。還公開了一種成套件，該成套件具有用于組裝內(nèi)嵌注入裝置的相應部件，該嵌注入裝置與輸送待處理的熟化細粒尾礦的管道內(nèi)嵌地連接。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種注入方法。更具體地，本專利技術(shù)涉及一種用于將絮凝劑內(nèi)嵌地注入到熟化細粒尾礦的中的方法和相應裝置。
技術(shù)介紹
油砂細粒尾礦已經(jīng)變成一個技術(shù)、操作、環(huán)境、經(jīng)濟和國家政策的問題。從分離有價值的烴與油砂礦的烴類提取過程操作中產(chǎn)生油砂殘渣。所有商業(yè)烴類提取方法使用克拉克熱水方法的變形，在所述克拉克熱水方法中，將水添加給油砂以能夠分離有價值的烴部分與油砂礦物。處理水還用作用于礦物部分的載流流體。一旦烴部分被回收，殘余水、未回收的烴和礦物質(zhì)總體被稱為“尾礦”。油砂行業(yè)已經(jīng)采取相對于礦物顆粒分選的慣例。具有大于44微米的粒徑的礦物部分被稱為“砂”。具有小于44微米的粒徑的礦物部分被稱為“細粒”。具有小于2微米的粒徑的礦物部分被稱為“粘土”，但在一些情況下，“粘土”可以表示實際顆粒礦物。尾礦中的砂與細粒之間的關(guān)系反映油砂礦組成中的變化、處理水的化學性質(zhì)和提取過程。傳統(tǒng)地，尾礦被輸送到通常稱為“尾礦池”的沉積位置，所述尾礦池被定位成靠近油砂礦和提取設備以有助于尾礦的管道運輸、排出和管理。由于經(jīng)營規(guī)模，油砂殘渣池覆蓋大面積土地，并且必須根據(jù)規(guī)章建造和管理。池位置的管理、填方、水平控制和回收是一項對油砂操作的地理學、技術(shù)、調(diào)控、和經(jīng)濟約束的復雜的任務。每一個尾礦池容納在堤壩結(jié)構(gòu)中，所述堤壩結(jié)構(gòu)通常通過將尾礦的砂部分放置在小池內(nèi)或放置在海灘上而被建造而成。處理水、未收回的烴與未圈閉在堤壩結(jié)構(gòu)中的砂和細粒礦物一起流入尾礦池中。初始被排放到池中的尾礦流可能具有相當?shù)偷拿芏群凸腆w含量，例如，大約O. 5-10wt%o在尾礦池中，處理水、未收回的烴和礦物自然沉積以形成不同層。上層主要是可以作為用于提取處理的處理水被回收的水。下層含有主要是細粒的沉積的殘余烴和礦物。該下層通常被稱為“熟化細粒尾礦”(MFT)。熟化細粒尾礦具有非常低的凝固速率，并代表對油砂行業(yè)中對尾礦管理的主要挑戰(zhàn)。熟化細粒尾礦的組分變化較大。靠近層的頂部，礦物含量大約為10wt%，并且通過凝固在層的底部達到50wt%。整體上，熟化細粒尾礦具有大約30wt%的平均礦物含量。雖然細粒是礦物含量中的主要粒徑部分，但是含砂量可以為固體的15wt%，而粘土含量可以達到固體的75wt%，從而反映油砂礦和抽提方法。另外的變化可能由可以擴散在礦物中或可以分離到烴的墊層中的殘余烴產(chǎn)生。池中的熟化細粒尾礦不僅具有從池的頂部到底部分布的寬變化組分，而且還可以具有在整個池中在隨機位置處的不同組分的礦穴。熟化細粒尾礦表現(xiàn)為流體狀膠態(tài)物質(zhì)。熟化細粒尾礦表現(xiàn)為流體的事實大大限制了對回收尾礦池的選擇。另外，熟化細粒尾礦不會表現(xiàn)為牛頓流體，這使得對尾礦進行脫水的連續(xù)工業(yè)規(guī)模處理都是更加有挑戰(zhàn)性的。在不脫水或固化熟化細粒尾礦的情況下，尾礦池隨著時間的推移會增加經(jīng)濟和環(huán)境影響。已經(jīng)提出了用于通過試圖使熟化細尾礦固化或脫水來處理或回收油砂尾礦的一些方法。如果熟化細尾礦可以被充分脫水以將廢棄產(chǎn)物轉(zhuǎn)換成被回收的堅固地帶，則可以減小或徹底避免與該物質(zhì)相關(guān)聯(lián)的許多問題。作為總指導目標，對于熟化細尾礦來說實現(xiàn)75wt%的固體含量被認為對于回收來說被充分“干燥”。 用于對MFT脫水的一種已知的方式涉及冰凍-解凍法。通過將MFT沉積成在冬季允許被凍結(jié)而在隨后的夏天被解凍并蒸發(fā)脫水的淺小坑來在油砂現(xiàn)場執(zhí)行多個野外試驗。這種方法的規(guī)模擴大需要的土地面積，并且將高度取決于天氣和季節(jié)。此外，這種裝置的其它限制在于排放水的收集和MFT的表面上的沉淀，這使得蒸發(fā)干燥機構(gòu)的效率被大打折扣。已經(jīng)嘗試了通過添加化學制品處理MFT從而產(chǎn)生固化或最終脫水的稠化漿的一些其它的已知方法。·被稱作為“膠結(jié)尾礦”(CT)的一種這樣的方法包括使熟化細尾礦與砂和石膏混合。典型的膠結(jié)尾礦混合物大約為60wt%的礦物(其余是處理水)，且砂與細粒比例大約為4比1，以及大約600ppm-1000ppm的石膏。這種混合物當被沉積到尾礦池用于膠結(jié)時可能會導致不可分離的混合物。然而，CT方法具有許多缺陷。CT方法依賴于對一批砂、石膏或處理水的連續(xù)提取操作。混合物必須被密切控制。此外，當膠結(jié)尾礦混合物小于60wt%的礦物時，所述物質(zhì)當作為熟化細尾礦被沉降時與返回到尾礦池用于再處理的細粒的一部分分離。此外，沉積后的膠結(jié)尾礦的地質(zhì)強度需要承受河堤，因此，CT中所需的砂與用于河堤結(jié)構(gòu)的砂競爭直到提取操作停止為止。在沒有砂的情況下，CT方法不能處理熟化細尾礦。在實驗室規(guī)模下進行的另一個方法在添加Percol LT27A或156之前設法稀釋MFT，并優(yōu)選地將MFT稀釋到10被％的固體。雖然越稀，MFT顯示越快的沉降速度并產(chǎn)生稠化漿，但是基于小批量的這種稀釋方法對于熟化細尾礦的回收來說不能獲得所需的脫水結(jié)果O已經(jīng)嘗試使用聚合物或其它化學制品以有助于對MFT進行脫水的一些其它方法。然而，這些方法已經(jīng)遇到各種問題并且已經(jīng)不能夠獲得可靠的結(jié)果。當通常考慮包括在尾礦沉積之后添加化學制品用于脫水的方法時，存在許多不能被忽視的重要因素。當然，一種因素是所添加的化學制品的性質(zhì)、特性和效果。已經(jīng)顯示出有希望的化學制品到目前為止已經(jīng)取決于油砂提取副產(chǎn)物，僅在實驗室規(guī)模下或在窄處理操作窗內(nèi)有效，或者不能夠與尾礦進行適當且可靠地混合、反應或與所述尾礦一起被輸送。一些添加的化學制品在不改變固體含量的情況下通過將水截留在所述物質(zhì)內(nèi)而能夠使尾礦增稠，這限制了從沉積物質(zhì)對水回收的選擇。諸如石膏和熟石灰的一些化學添加劑已經(jīng)產(chǎn)生污水，所述污水可能會不利地影響在提取過程中重新使用的處理水或具有不適于回收的高含鹽量的干燥尾礦。另一個因素是化學制品添加技術(shù)。添加砂或化學制品的已知技術(shù)通常涉及在罐或增稠設備中混合材料。這種已知的技術(shù)具有多個缺點，包括需要添加劑連續(xù)與變化成分和流體流進行受控制的均勻混合，從而導致效率低并限制操作靈活性。一些化學添加劑還具有在本申請需要特別注意的一定程度的脆性、可變性或反應性。另一個因素是許多化學添加劑可能是高粘性的并且可能會表現(xiàn)出非牛頓流體特性。多個已知技術(shù)依賴于稀釋，使得相對于混合和液壓處理混合流體可以接近為牛頓流體。然而，具體地在高礦物或粘土含量的熟化細尾礦表現(xiàn)出了非牛頓流體特性。因此，雖然化學添加劑可以有希望作為實驗室或小規(guī)模批量試驗中的脫水劑，但是難以在大規(guī)模或商業(yè)企業(yè)中重復該性能。當試圖將粘性聚合物添加劑注入到輸送MFT的管中時，該問題表現(xiàn)出來。主MFT管道與用于注入聚合物添加劑的較小側(cè)分支管·相交。對于牛頓流體，期望這種布置允許高湍流有助于混合。然而，對于兩種非牛頓流體，具有該混合裝置的現(xiàn)場性能是易變的并且不完全。這就是這種混合裝置遇到問題的種種理由。當用這樣方法注入添加劑時，可能具有聚集在MFT流的頂部或底部的傾向，這取決于添加劑相對于MFT的密度和相對于流動方向的注入方向。對于諸如賓漢流體的非牛頓流體，流體基本上作為塞沿著管流動，且在塞的區(qū)域中具有低內(nèi)部紊流。此外，當化學添加劑與MFT迅速反應時，薄反應區(qū)域可以形成在添加劑塞的外側(cè)，從而分離未反應的化學添加劑和未反應的MFT。不充分混合可能會大大降低化學添加劑的效率并且甚至會使整個脫水過程短路。不充分混合還導致化學添加劑的低效率使用，其中所述化學添加劑中的一些保持未混合和未反應并不能被回收。已知的本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：阿德里安·彼得·雷溫頓，威廉·馬太·馬丁，賈米·伊斯特伍德，
申請(專利權(quán))人：順科能源公司，
類型：
國別省市：
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