[發明專利]用于稠油水熱裂解的催化降粘劑的制備方法

無效

• 申請號: 200710307216.2
• 申請日: 2007-12-30
• 公開（公告）號: CN101570684A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: 陳艷玲;吳川;王元慶;楊超
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: C09K8/52
• 分類號: C09K8/52;C10G1/00;F17D1/16
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 唐萬榮

技術領域

本發明涉及一種用于稠油水熱裂解的降低稠油粘度的降粘劑的制備方法。

背景技術

水熱裂解反應的概念最早由加拿大科學家Hyne等人1983年提出，他們發現油砂中的稠 油在高溫水蒸氣的作用下發生脫硫、脫氮、加氫、開環以及水煤氣轉換等一系列反應，并將 這些反應統稱為水熱裂解反應。

隨后，Hyne及其合作者對比研究了鎳、鉬、銅、鋅、錳和鐵等金屬離子在模擬注蒸汽 條件下，對加拿大和委內瑞拉稠油水熱裂解反應的催化作用。Rivas等將過渡金屬鹽溶液用 作蒸汽采油工藝添加劑，發現鎳鹽添加劑能增加產氣量，降低稠油的黏度。Clark等利用水 和過渡金屬催化劑改質瀝青質原油，結果發現水基Fe(II)添加劑可阻止通過耦合反應生成 不溶產物，并有可能促進H在有機物之間轉移，水基釘(III)添加劑可促進C-S鍵斷裂。 Richard等在其文中介紹了一種油溶性催化劑(庚烷鉬甲酸銨)，可用于重質原油的地面改質。 專利US?5209295和US?5314615報道了用過渡金屬催化劑在地下實現稠油水熱裂解降黏的方 法，該方法可改變原油的化學結構，改善稠油的流動性，提高原油采收率。

國內許多學者也對稠油水熱催化裂解降粘進行了研究，希望不可逆地降低了稠油的粘 度，從而大大改善原油在地層孔隙的滲流作用及在輸運管道中的流動性，因而能顯著提高采 收率和方便常溫條件下的集輸，劉永建，范洪富等人選擇過渡金屬鹽、過渡金屬鹽絡合物和 過渡金屬鹽膠體分散體系作為催化劑對遼河稠油進行了水熱催化裂解的現場試驗，并獲得了 一定的成功，但仍還有諸多問題需要解決。稠油水熱裂解催化降粘反應研究的核心是催化降 粘劑的研制，篩選或研制成本低、活性和選擇性高、反應條件寬、適用于不同稠油的系列催 化降粘劑是水熱裂解改質稠油的關鍵。

目前催化降粘劑對一般特、超稠油降粘效果明顯[所述的特稠油是指粘度為高于1萬、低 于或等于5萬mPa·S(50℃)的稠油；所述的超稠油是指粘度為大于5萬mPa·S(50℃)的 稠油]，但對粘度大于30萬mPa·S(50℃)的超稠油降粘效果較差，即普適性差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種普適性強、降粘效果好、制備工藝簡單的用于稠油水熱裂解 的催化降粘劑的制備方法。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：用于稠油水熱裂解的催化降粘劑的制備方法， 其特征在于它包括如下步驟：

1)原料的選取：按鉬鹽∶蒸餾水∶濃度為1～5mol/L的堿溶液∶芳環酸＝1～2克∶10～ 20mL∶8～10mL∶15～30mL，選取鉬鹽、蒸餾水、堿溶液和芳環酸原料，備用；

2)將鉬鹽溶于蒸餾水中，在80～120℃下攪拌水浴加熱，緩慢滴加堿溶液，調節pH值為 9～14，反應15min-60min；然后緩慢滴加芳環酸，恒溫反應4～6h，蒸餾除去水，既得用于 稠油水熱裂解的催化降粘劑。

所述的鉬鹽為硝酸鉬、硫酸鉬、鉬酸銨、鉬酸鈉或三氧化鉬。

所述的堿溶液為氫氧化鉀溶液、氫氧化鈉溶液、氫氧化鈣溶液、碳酸鈉溶液或碳酸鉀溶液。

所述的芳環酸為十二烷基苯磺酸。

應用：將此用于稠油水熱裂解的催化降粘劑、水和稠油置于高壓反應釜，反應溫度為 180～280℃，反應時間為24～48h，O/W為7∶3，催化降粘劑加量為0.07～0.2％(重量)，反 應后降粘率可以達到90％以上。

本發明的有益效果是：

1、本發明的用于稠油水熱裂解的催化降粘劑不僅對一般的特、超稠油有比較好的降粘 效果，而且對粘度大于30萬mPa·S(50℃)的超稠油有明顯催化降粘作用，降粘率均達90％ 以上；本發明的用于稠油水熱裂解的催化降粘劑具有普適性強、降粘效果好的特點。

2、本發明的用于稠油水熱裂解的催化降粘劑使稠油的膠質、瀝青質發生了裂解反應， 部分大分子的重質組分轉化成了小分子的飽和烴、芳香烴，同時稠油分子的聚集狀態發生了 一定程度的變化，生成小分子飽和烴和芳香烴的量增加，瀝青質、膠質中的雜原子減少，減 弱了分子之間的相互作用力，氫碳原子比(N_H/N_C)提高，超稠油品質得到一定程度的改善。 稠油的粘度進一步降低。

3、本發明的原料來源廣泛，制備工藝簡單，節能環保，無污染，符合國家經濟發展對 能源的需要(稠油開采已經成為十一五規劃部署的能源開發重點)，其市場前景不可估量。