[發(fā)明專利]一種用于催化稠油減黏的催化劑的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910283217.0
• 申請(qǐng)日: 2019-04-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111804328B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮翔;林棟;劉熠斌;陳小博;趙輝;金鑫;楊朝合
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): B01J29/46
• 分類號(hào): B01J29/46;B01J29/76;B01J29/14;C10G11/02;C10G11/05
• 代理公司: 北京元中知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11223
• 代理人: 另婧

本發(fā)明涉及一種催化稠油減黏領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種用于催化稠油減黏的催化劑的制備方法。所述的制備方法包括如下步驟：1)將分子篩與水混合，攪拌得到溶液1；2)將金屬鹽溶解在水中，攪拌得到溶液2；3)將溶液1與溶液2相互混合，并滴加油酸，攪拌，加熱，得到混合溶液3；4)向混合溶液3中滴加堿溶液調(diào)節(jié)混合溶液pH值，老化后，離心，干燥得到催化劑；其中，步驟2)中所述的金屬鹽為鐵鹽或/和鎳鹽。本發(fā)明方法成功地將特定比表面積的金屬鐵/鎳納米顆粒以小尺寸形式均勻負(fù)載到分子篩表面，實(shí)現(xiàn)了對(duì)磁性納米顆粒熟化傾向的抑制，所得的催化劑催化稠油減黏活性優(yōu)異。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種催化稠油減黏領(lǐng)域，具體的，涉及一種催化劑的制備方法，尤其涉及一種用于催化稠油減黏的催化劑的制備方法。

背景技術(shù)

隨著全球能源需求的增加和常規(guī)石油儲(chǔ)量的下降，世界各地的重油開(kāi)采量將會(huì)持續(xù)增加。重油占世界石油儲(chǔ)量至少25％，占已知碳?xì)浠衔飪?chǔ)量的大部分。事實(shí)上，全球有三十個(gè)國(guó)家確定了巨大的重油儲(chǔ)量，美國(guó)，加拿大和委內(nèi)瑞拉占據(jù)最大的比例。全球儲(chǔ)備總量5.6萬(wàn)億桶(是傳統(tǒng)輕油1.02萬(wàn)億桶的五倍多)。然而，基于現(xiàn)有技術(shù)可(采儲(chǔ)采出)的石油儲(chǔ)量，估計(jì)重油和瀝青分別在4343和6507億桶。已知重油富含較重的有機(jī)化合物，如膠質(zhì)和瀝青質(zhì)。事實(shí)上，常見(jiàn)的重油中的沉淀物中富含至少六十個(gè)碳原子的化合物。這些混合物導(dǎo)致某些物理化學(xué)特性的值很高，如黏度，沸點(diǎn)和分子量。然而這些物理性質(zhì)會(huì)帶來(lái)巨大的采收方面的困難。由于這些原因，全球地區(qū)的采收率僅在0.1-0.2的范圍內(nèi)。

為了開(kāi)采地下重油，一系列方法興起，其中包括熱操作減黏，微生物減黏，水熱減黏以及其他的一些減黏方法。在熱操作減黏中，蒸汽法是最受歡迎的。然而，這個(gè)過(guò)程是不經(jīng)濟(jì)的。另一方面，原位燃燒法是將油氧化。然而，已經(jīng)報(bào)道了存在形成諸如硫酸化合物(例如砜)和羧酸衍生物的問(wèn)題，這些問(wèn)題有可能增加黏度從而降低流動(dòng)性。微生物減黏過(guò)程是將微生物和可能的代謝產(chǎn)物應(yīng)用在低溫條件下，進(jìn)而提高油的采收率。微生物的作用機(jī)理是通過(guò)改變油的pH和黏度，從而促進(jìn)了它的流動(dòng)。一個(gè)主要問(wèn)題是微生物可能被化學(xué)物質(zhì)或儲(chǔ)層的溫度破壞。同樣地，考慮到儲(chǔ)層的變化，尚不清楚哪種微生物能提供最好的活性。正在考慮的一種重要的替代方案是被稱為“水熱裂解”的操作方法，其涉及在特定的溫度和壓力條件來(lái)破壞重油中的化學(xué)鍵(如碳硫鍵)進(jìn)而提高飽和烴和較輕芳烴的濃度。目前，科學(xué)家意識(shí)到，催化劑的應(yīng)用提高了化學(xué)鍵斷裂和黏度降低的程度。因此，“催化水熱裂解”需要引入合適的催化劑以有效地實(shí)現(xiàn)黏度降低。

催化水熱減黏中，常用的催化劑包括固體酸催化劑，親水可溶性催化劑以及其他一些潛在的催化劑。最初，過(guò)渡金屬的鹽和有機(jī)化合物是主要的催化劑。之后固體酸和其他超強(qiáng)酸逐漸興起。于此同時(shí)，人們也發(fā)現(xiàn)了催化水熱減黏中催化劑的存在會(huì)促進(jìn)催化劑和重油之間的相互作用。作用機(jī)理涉及碳碳鍵以及碳硫鍵的斷裂和富含較低黏度的飽和烴和較輕芳族化合物等反應(yīng)產(chǎn)物的產(chǎn)生。碳碳側(cè)鏈的斷裂反應(yīng)可以產(chǎn)生更輕的烷烴。膠質(zhì)和瀝青質(zhì)中復(fù)雜的碳氧鍵，碳硫鍵以及碳氮鍵可以被催化劑的活性位點(diǎn)(例如B酸位點(diǎn))攻擊，從而產(chǎn)生較輕的芳族醇如酚和羧酸。因此，某些較輕的反應(yīng)產(chǎn)物的產(chǎn)生和黏度的降低很大程度上取決于重油的初始組成和催化劑性質(zhì)。例如，磺酸與重油中大量的烴類和非烴類的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)相互作用，導(dǎo)致產(chǎn)生飽和烴，含氧化合物(如羧酸，芳香族醚和芳族醇)。然而，為了確保催化劑的穩(wěn)定性和水容性，需要用諸如Cs和Pt等金屬進(jìn)行改性或者引入SiO₂或TiO₂載體。這些化合物的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是它們可以再生和重復(fù)使用，從而提高反應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益。