氫氣,乙烷,丙烷和丁烷在油砂（瀝青砂）采油中的應(yīng)用

    油砂（又稱瀝青砂）通常包含約 10% 的瀝青并與淤泥、粘土和水混合一起，75% 的含量為無(wú)機(jī)物。瀝青屬于重油，因其具有高粘度和硫磺成分而缺乏自然流動(dòng)性。美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局稱世界上 80% 以上的可采集天然瀝青都蘊(yùn)藏在北美，而加拿大的油砂儲(chǔ)量相當(dāng)于全世界石油儲(chǔ)量的 14%。
    加拿大已經(jīng)率先實(shí)現(xiàn)了從油砂中提取石油，目前其國(guó)產(chǎn)石油的總量中，約有 46% 來(lái)自于油砂提取。預(yù)計(jì)到 2015 年，通過(guò)油砂提取的石油日產(chǎn)量將達(dá)到 280 萬(wàn)桶。瀝青砂可通過(guò)兩種形式出售：一種是混入稀釋液以便于運(yùn)輸?shù)脑瓰r青，另一種是提煉后的合成原油。
   油砂采油法適用于巖石覆蓋厚度少于 75 米厚并且比油砂厚度薄的地質(zhì)。油砂經(jīng)壓碎后，最多可從泥漿中提取 90% 的瀝青，這些瀝青可作為原瀝青出售或經(jīng)過(guò)提煉后作為合成原油出售。
當(dāng)采礦作業(yè)的實(shí)用性不高時(shí)，一共有四種現(xiàn)場(chǎng)抽取過(guò)程。
它們是：
冷采法：如果油砂的重量足夠輕，無(wú)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(guò)此方法生產(chǎn)的。
循環(huán)蒸汽激產(chǎn)法 (CSS)：這是就地處理過(guò)程中最常見的方法。此方法通過(guò)豎井向儲(chǔ)層內(nèi)注入蒸汽以加熱油砂，此后經(jīng)液化的瀝青經(jīng)過(guò)同一個(gè)井口被泵出表面。但是這種方法只可以采出 25-30% 的儲(chǔ)量。
蒸汽輔助重力泄油法(SAGD)：運(yùn)作時(shí)的蒸汽/石油比例較低。此技術(shù)能夠?qū)r青采集效率提高到 70%，并將在大部分新的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)項(xiàng)目中取代 CSS 技術(shù)。
蒸汽萃取 (VAPEX) 法：這是一種新興的技術(shù)，采用乙烷、丁烷或丙烷來(lái)取代蒸汽，它通過(guò)將這些氣體注入儲(chǔ)油層來(lái)驅(qū)使瀝青朝出油井流動(dòng)。此方法因其采用氣體取代蒸汽，因此無(wú)需使用蒸汽發(fā)生器，從而也消除了對(duì)水和天然氣的需求，因此僅需 SAGD 技術(shù)一半的成本和 25% 的資金投入。
在常規(guī)煉油廠進(jìn)一步處理所提取的瀝青之前，必需使用氣體首先提煉出輕型合成原油。
石油工業(yè)研究院 (RIPI) 聲稱加氫轉(zhuǎn)化過(guò)程相對(duì)于傳統(tǒng)的加氫裂化過(guò)程有某些優(yōu)點(diǎn)。氫化和操作條件可在沒有焦化和過(guò)度聚合的情況下就能達(dá)到更高的轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)還能消除所有重金屬和幾乎 30% 的硫磺成分。
原料通過(guò)氫氣和催化物共同作用被氫化，此過(guò)程可將重原油的重力從 7-20 API 降低到 30-35 API，從而將其轉(zhuǎn)換成價(jià)值更高的輕型合成原油。
于 1983 年 8 月 16 日發(fā)布的一項(xiàng)美國(guó)專利概要中指出了氣體在該創(chuàng)新處理過(guò)程中所起的作用，“從瀝青砂中生產(chǎn)燃料的合成過(guò)程包括以下步驟：從瀝青砂中通過(guò)熱水分離步驟提取瀝青，提取出來(lái)的瀝青在加氫轉(zhuǎn)化步驟中被轉(zhuǎn)化成氣態(tài)和液態(tài)燃料。從瀝青轉(zhuǎn)化步驟中得到的碳質(zhì)殘?jiān)c氧氣一同氣化，從而產(chǎn)生出合成氣體…”

相關(guān)鏈接：氫氣、乙烷、丁烷或丙烷