天津大學(xué)與中國(guó)精餾技術(shù)國(guó)家工程研究中心研究人員于2011年11月2日宣布，使用離子液體（IL）藉其低粘度，利用溶劑萃取法可提高從
油砂中回收瀝青，同時(shí)可減少不利的影響，該成果已發(fā)布在美國(guó)化學(xué)學(xué)公雜志《能源和燃料（Energy & Fuels）》上。
加拿大油砂是砂、粘土、水和瀝青的復(fù)雜混合物。對(duì)于表面開(kāi)采的油砂生產(chǎn)，熱水提取工藝（HWEP）已被廣泛應(yīng)用。在這個(gè)過(guò)程中，熱水和加工助劑與油砂相混合，通過(guò)使油砂顆粒發(fā)生剪切作用而從礦物中的瀝青釋放出來(lái)。富瀝青泡沫先形成，然后用有機(jī)溶劑，稀釋泡沫，降低瀝青的粘度，并促進(jìn)去除礦物和水滴。
該過(guò)程有許多環(huán)境上的缺點(diǎn)，其中包括要消費(fèi)大量的水，造成每處理1立方米油砂會(huì)產(chǎn)生4 立方米尾液。因此，使影響過(guò)程的水和尾礦材料的貯存不斷增大。經(jīng)過(guò)多年的沉淀后，水中穩(wěn)定的懸浮體（細(xì)的尾礦物料）由細(xì)顆粒、高濃度的環(huán)烷酸、硫酸鈉和未回收的瀝青形成。這被禁止排放，因?yàn)樗鼘?duì)各種生物體是有毒的，以免排放到環(huán)境中。
有機(jī)溶劑萃取技術(shù)的開(kāi)發(fā)可作為一種替代方案。然而，研究人員注意到，要將這項(xiàng)技術(shù)拓展用于油砂行業(yè)仍是困難的，因?yàn)檫@些有機(jī)溶劑易于揮發(fā)、易燃、有毒，并難以從廢砂中回收。
離子液體也被開(kāi)發(fā)作為一種替代品，最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，離子液體可在室溫的溶劑萃取條件下利用甲苯，使瀝青回收率提高到90％。這一與尾礦水相關(guān)的問(wèn)題可得到解決，只要采用很少量的水就可從剩余的沙和粘土中去除離子液體。不過(guò)，研究人員建議，這種方法的廣泛應(yīng)用可能受以下事實(shí)的限制：（1）高粘度的離子液體會(huì)使其強(qiáng)烈附著在管道內(nèi)壁和設(shè)備內(nèi)體上，從而增加了運(yùn)輸?shù)睦щy，并且會(huì)使離子液體的損失加大，和（2）由于其有毒性，甲苯往往對(duì)環(huán)境造成顯著的負(fù)面影響。
這項(xiàng)研究的具體目標(biāo)是：（1）摸清加入添加劑，以減小離子液體粘度的可行性，（2）應(yīng)用低粘度離子液體，以使用比芳烴溶劑毒性要小的有機(jī)溶劑來(lái)提高溶劑萃取率，（3）評(píng)價(jià)各種因素對(duì)瀝青回收的影響，及（4）確定最佳的溶劑萃取條件 。
研究團(tuán)隊(duì)使用離子液體1 -乙基-3 -甲基咪唑四氟硼酸鹽([Emim][BF4 ])，用于增強(qiáng)復(fù)合溶劑（丙酮和正庚烷）。他們發(fā)現(xiàn)這一組合可使回收效率高達(dá)95％，而單獨(dú)使用丙酮和正庚烷回收效率為86％，用水量也大大減少，沒(méi)有尾礦水問(wèn)題，夾帶在被抽提瀝青中的粘土細(xì)�？梢院雎圆挥�(jì)，在被處理的砂中無(wú)離子液體殘留物，并且再重復(fù)使用的離子液體也有高的性能（重復(fù)使用10次瀝青回收率> 92％）。
本研究中使用的離子液體1 -乙基-3 -甲基咪唑四氟硼酸鹽([Emim][BF4 ])與許多其他的離子液體相比，粘性要低得多，因而使操作更容易，用于管道運(yùn)輸需要能源消耗極少。
此外，丙酮在溶劑萃取中發(fā)揮重要作用，因?yàn)樗蛇M(jìn)一步降低離子液體的粘度，并可改進(jìn)溶劑溶解瀝青的能力。然而，丙酮應(yīng)用的比例應(yīng)受到控制，因?yàn)檫^(guò)量的丙酮會(huì)削弱離子液體的增強(qiáng)效應(yīng)，并會(huì)使離子液體與瀝青發(fā)生結(jié)合。
丙酮與正庚烷在復(fù)合溶劑中的最佳比例為2:6（v/v），混合時(shí)間為10分鐘，攪拌轉(zhuǎn)速為450轉(zhuǎn)/分，溫度為25℃）和有機(jī)溶劑/油砂之比為4:1（v/w），被確定為實(shí)施這項(xiàng)技術(shù)。總體結(jié)果表明，使用[Emim][BF 4 ] 和復(fù)合溶劑（庚烷和丙酮）的小試結(jié)果于油砂產(chǎn)業(yè)，可使這種瀝青回收技術(shù)令人鼓舞。
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