Monte Carlo Simulation of Coalescence Processes in Oil Sands Slurries

Authors

  • Waldemar I. Friesen,

    Corresponding author
    1. CANMET Energy Technology Centre–Devon Natural Resources Canada, 1 Oil Patch Drive, Devon, AB T9G 1A8 Canada
    • CANMET Energy Technology Centre–Devon Natural Resources Canada, 1 Oil Patch Drive, Devon, AB T9G 1A8 Canada
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  • Tadeusz Dabros

    1. CANMET Energy Technology Centre–Devon Natural Resources Canada, 1 Oil Patch Drive, Devon, AB T9G 1A8 Canada
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Abstract

Conditioning of an oil sand slurry is a critical step in the extraction of bitumen from oil sand ore. To model the conditioning process, a constant-number Monte Carlo algorithm is used to simulate the mean-field kinetics of coalescing bitumen drops and air bubbles. The coalescence rate of drops and bubbles is described by the model of Coulaloglou and Tavlarides (1977). Simulations yield results that are consistent with aerated bitumen drop sizes and conditioning times reported in the literature. The effects of turbulent energy, bitumen concentration, and initial bitumen drop size on the evolution of drop size distributions are investigated.

Abstract

Le conditionnement d'une boue de sable bitumineux est une étape critique dans l'extraction du bitume d'un minerai de sables bitumineux. Afin de modéliser le procédé de conditionnement, on a utilisé un algorithme de Monte Carlo à nombres constants pour simuler la cinétique de coalescence de champ moyen de gouttelettes de bitume et de bulles d'air. La vitesse de coalescence des gouttelettes et des bulles est décrite par le modèle de Coulaloglou et Tavlarides (1977). Les simulations donnent des résultats qui sont consistants avec les tailles de gouttes de bitume aéré et les temps de conditionnement indiqués publiés. Les effets de l'énergie turbulente, de la concentration de bitume et de la taille des gouttes de bitume initiale sur l'évolution des distributions de tailles des gouttes sont étudiés.

Ancillary