开关型脂肪酸溶剂萃取油砂应用研究

郭源，李小江，鲁红升，黄志宇

(西南石油大学 化学化工学院，四川 成都 610500)

油砂是一种重要的非常规石油资源，近年来油砂的开采已逐渐引起人们的高度关注[1-4]。油砂处理的方法有溶剂萃取法、热解法、离心法等[5-7]，其中溶剂萃取法以其能耗低、效率高等优点，被广泛应用于油砂中的石油污染物的去除[8-9]。然而，传统溶剂有一些缺点：溶剂回收工艺复杂，还会造成能源的消耗及环境的二次污染[10-11]。

脂肪酸作为一种绿色溶剂具有良好的生物相容性[12]，在回收溶剂方面有很大的优势。过程中只需要通过酸碱调控，即可实现溶剂、油的分离，同时溶剂也可以得到回收利用[13-14]。因此，本文利用脂肪酸溶剂处理油砂，为油砂的处理提供一种新的方法。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

油砂，来自新疆塔里木油田，含油率为4.64%，含水率2.5%，含固体92.86%；正己酸(99%)、正庚酸(99%)、正辛酸(99%)、正庚烷(99%)均为分析纯。

OIL460型红外分光测油仪；GC 9790Ⅱ型顶空气相色谱仪。

1.2 实验原理

为了去除油砂中油性污染物，该脂肪酸作为洗涤溶剂首先应是具有良好油溶性的液体。见图1，疏水性脂肪酸与碱反应形成脂肪酸盐后可转变为水溶性[公式(1)]，并再与强酸反应后转变为与水不混溶的脂肪酸[公式(2)]。

CH3(CH2)nCOOH+OH-

=CH3(CH2)nCOO-+H2O

(1)

CH3(CH2)nCOO-+H+=CH3(CH2)nCOOH

(2)

图1 脂肪酸可切换混溶性的相转变Fig.1 Phase transition of fatty acids with miscibility

1.3 分析方法

油砂的残油率按照国家标准HJ 637—2012红外分光光度法进行测定[15-17]。测定砂中残油率时，先将残砂放入真空烘箱内120 ℃下烘2 h，待残留在油砂表面的溶剂全部挥发后再去测定其残油率。

2 结果与讨论

2.1 脂肪酸亲疏水性的转换过程

以正己酸(C6)为例证明了溶剂的疏水-亲水转换过程，见图2。……