离子液体促进有机溶剂萃取油砂沥青关键速率控制步骤的研究

Ionic liquid has been verified enhancement for solvent extraction for bitumen recovery from oil sands. Ionic liquid is easier for reuse and eliminate the blending problem between oil phase and sands. The method has a significant perspective in industrialization. This work will emphasize on systematic study of the kinetic problems in utilizing ionic liquid in solvent extraction of bitumen from oil sands. With Hi-tech methodologies, we will measure the diffusing rate of ionic liquids and solvents in bitumen, and establish mathematical model for this rate. Derive the diffusion coefficients by independent experiments. Utilizing novel experimental method, we will measure the dissolution rate of bitumen in solvent, where ionic liquid participates. Using mathematical model to describe the dissolution process, and derive the parameters of surface reaction rate. By integrate the two models, we will analyze the most important rate, which is critical for the extraction process. At last, the integrated model will become the scientific criteria for choosing ionic liquid and organic solvent. And the model will become the instruction of design of the extraction reactors.

离子液体可以促进有机溶剂对油砂沥青的萃取，消除了油相与沙粒的夹带问题，并且易于重复使用，使得这种方法具有很好的工业应用前景。本研究将对离子液体促进有机溶剂萃取油砂沥青中的动力学问题进行系统的研究。利用现代高科技手段，测定有机溶剂和离子液体在沥青内的扩散速率，并为该过程建立数学模型，通过独立的实验数据求解离子液体和有机溶剂在沥青中的扩散系数。利用现代化的实验手段测定离子液体浸泡过的沥青在有机溶剂中溶解的速率，建立数学模型描述沥青溶解于有机溶剂中的过程，求解溶解过程中的表面反应速率。整合两个模型，分析比较哪一个为油砂沥青萃取过程中的关键速率控制步骤。并为离子液体筛选建立可遵循的标准，为油砂萃取反应器的设计提供萃取动力学数据和方法学指导。

绿色开采油和提炼油砂技术对缓解能源短缺问题具有重要意义。离子液体可促进有机溶剂对油砂沥青的萃取，消除了油相与沙粒的夹带问题，并且易于重复使用，具有很好的工业应用前景。本研究对离子液体促进有机溶剂萃取油砂沥青中的动力学问题进行了系统研究。利用现代高科技手段，测定了有机溶剂和离子液体在沥青内的扩散速率，并为该过程建立数学模型，通过独立的实验数据求解离子液体和有机溶剂在沥青中的扩散系数。利用现代化的实验手段测定离子液体浸泡过的沥青在有机溶剂中溶解的速率，建立数学模型描述沥青溶解于有机溶剂中的过程，求解溶解过程中的表面反应速率。整合两个模型，分析出油砂沥青萃取过程中的关键速率控制步骤，并为离子液体筛选建立了可遵循的标准，为油砂萃取反应器的设计提供萃取动力学数据和方法学指导。.另外，对离子液体和二氯甲烷使油砂沥青上浮浓缩的协同作用机理进行了研究。分析和考察了离子液性能和结构对协同作用的影响，优化了离子液-二氯甲烷-油砂提取沥青的工艺条件。采用实验检测并解释了离子液体-有机溶剂-沥青-砂粒体系中的各个细节问题，揭示其中复杂的分子间作用力本质，从而达到对油砂提取沥青体系的理性设计。