CN108212213A - 一种低温稠油水热裂解降粘催化剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种低温稠油水热裂解降粘催化剂的制备方法，常温下在反应容器中将过渡金属盐水中，搅拌下向反应容器中加入异羟肟酸类化合物，搅拌均匀，将反应容器中的溶液加热至30‑100℃，搅拌1‑4小时，冷却至室温，蒸去水；向反应容器中的剩余物中加入助催化剂，即得到稠油水热裂解催化剂，所制的催化剂较低温度下就有较好的催化效果，180℃以上催化反应可以使稠油降粘70%以上；并且该催化剂不溶于原油，不会导致原油中金属离子含量增加而加重原油加工过程中的处理难度，具有显著地保护原油品质的优点；操作简单，可以显著降低稠油开采难度，利于现场推广。

Description

一种低温稠油水热裂解降粘催化剂的制备方法

技术领域

本发明涉及稠油热裂解催化剂技术领域，具体涉及一种低温稠油水热裂解降粘催化剂的制备方法。

背景技术

我国稠油资源丰富、分布广泛，已在12个盆地发现了70多个重质油田，预计资源量可达300×10⁸ t以上，约占我国石油总储量的15%。但稠油粘度高、流动性差，其开采难度更、成本高、技术要求高。开采稠油常用的方法有掺稀油、热水驱、蒸汽吞吐和蒸汽驱、乳化降粘、稠油改质降粘等，其中稠油就地催化裂解/降解改质是近年来备受国内外关注的新技术。该技术的实施使稠油在催化体系的作用下降低反应活化能，与水作用发生部分裂解反应，不仅使稠油中的重质组分裂解成为轻质组分，稀释未发生裂解的稠油，不可逆地降低稠油粘度，而且由于稠油的分子量变小，可以提高原油品质，增加原油的蒸汽压油层压力和能量。目前该项技术已经逐步开始应用，我国也已经在辽河油田、南阳油田等地开展了规模性试验，但是该项技术中的核心催化体系为油溶性过渡金属盐（如油酸镍、环烷酸镍等），必须首先通过油基段塞注入地层，而后进行蒸汽注入加热裂解稠油，施工工艺较复杂，并且一般需要在250-300℃左右才能有效地催化稠油裂解。此外，油溶性金属盐特别是镍盐的加入导致严重损害原油品质，给后续原油加工过程增加负担。因此，需要开发水溶性稠油低温裂解催化体系，降低反应温度，同时防止原油中金属离子含量的增加。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种低温稠油水热裂解降粘催化剂的制备方法，该类催化剂不溶于原油，保护原油品质。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种低温稠油水热裂解降粘催化剂的制备方法，包括以下步骤：

第一步，常温下在反应容器中将过渡金属盐溶于5-20倍质量水中，所述过渡金属盐为工业级及其以上纯度，过渡金属盐的阳离子为铬离子、锰离子、铁离子、钴离子、镍离子、铜离子或锌离子，过渡金属盐的阴离子为氯离子、溴离子、硫酸根、硝酸根、磷酸根、甲酸根或乙酸根，所述水为工业级及其以上纯度；

第二步，搅拌下向反应容器中加入与过渡金属盐物质的量的比为1-4:1的异羟肟酸类化合物，搅拌均匀，所述异羟肟酸类化合物为工业级及其以上纯度的甲基异羟肟酸、苯基异羟肟酸、水杨异羟肟酸、辛基异羟肟酸、丙二酰二异羟肟酸、邻苯二甲酰异羟肟酸及其组合物；

第三步，将反应容器中的溶液加热至30-100℃，搅拌1-4小时，冷却至室温，蒸去水；

第四步，向反应容器中的剩余物中加入剩余物质量5-100倍的助催化剂，即得到稠油水热裂解催化剂，所述助催化剂为工业级及其以上纯度的甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、甘油及其混合物。

本发明的有益效果为：所制的稠油水热裂解催化剂较低温度下就有较好的催化效果，180℃以上催化反应可以使稠油降粘70%以上；并且该催化剂不溶于原油，不会导致原油中金属离子含量增加而加重原油加工过程中的处理难度，具有显著地保护原油品质的优点；操作简单，可以显著降低稠油开采难度，利于现场推广。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例1：一种低温稠油水热裂解降粘催化剂的制备方法，包括以下步骤：

第一步，常温下在反应容器中将过渡金属盐溶于5倍质量水中，所述过渡金属盐为工业级纯度，过渡金属盐的阳离子为锰离子，阴离子为氯离子，所述水为工业级自来水；

第二步，搅拌下向反应容器中加入与过渡金属盐物质的量的比为1:1的异羟肟酸类化合物，搅拌均匀，所述异羟肟酸类化合物为工业级纯度的甲基异羟肟酸；

第三步，将反应容器中的溶液加热至30℃，搅拌4小时，冷却至室温，蒸去水；

第四步，向反应容器中的剩余物中加入剩余物质量100倍的助催化剂，即得到稠油水热裂解催化剂，所述助催化剂为工业级纯度的甲醇。

本实施例的有益效果：所制的稠油水热裂解用催化剂较低温度下就有较好的催化效果，180℃催化反应可以使稠油降粘80%；并且该催化剂不溶于原油，不会导致原油中金属离子含量增加而加重原油加工过程中的处理难度，具有显著地保护原油品质的优点；操作简单，可以显著降低稠油开采难度，利于现场推广。

实施例2：一种低温稠油水热裂解降粘催化剂的制备方法，包括以下步骤：

第一步，常温下在反应容器中将过渡金属盐溶于8倍质量水中，所述过渡金属盐为分析纯，过渡金属盐的阳离子为二价铁离子，过渡金属盐的阴离子为硫酸根，所述水为工业级蒸馏水；

第二步，搅拌下向反应容器中加入与过渡金属盐物质的量的比为2:1的异羟肟酸类化合物，搅拌均匀，所述异羟肟酸类化合物为化学纯的苯基异羟肟酸；

第三步，将反应容器中的溶液加热至60℃，搅拌4小时，冷却至室温，蒸去水；

第四步，向反应容器中的剩余物中加入剩余物质量80倍的助催化剂，即得到稠油水热裂解催化剂，所述助催化剂为化学纯的甲醇。

本实施例的有益效果：所制稠油水热裂解催化剂较低温度下就有较好的催化效果，200℃催化反应可以使稠油降粘81%；并且该催化剂不溶于原油，不会导致原油中金属离子含量增加而加重原油加工过程中的处理难度，具有显著地保护原油品质的优点；操作简单，可以显著降低稠油开采难度，利于现场推广。

实施例3：一种低温稠油水热裂解降粘催化剂的制备方法，包括以下步骤：

第一步，常温下在反应容器中将过渡金属盐溶于10倍质量水中，所述过渡金属盐为化学纯，过渡金属盐的阳离子为钴离子，过渡金属盐的阴离子为乙酸根，所述水为工业级蒸馏水；

第二步，搅拌下向反应容器中加入与过渡金属盐物质的量的比为3:1的异羟肟酸类化合物，搅拌均匀，所述异羟肟酸类化合物为化学纯的水杨异羟肟酸；

第三步，将反应容器中的溶液加热至70℃，搅拌3小时，冷却至室温，蒸去水；

第四步，向反应容器中的剩余物中加入剩余物质量50倍的助催化剂，即得到稠油水热裂解催化剂，所述助催化剂为工业级的正丙醇。

本实施例的有益效果：该类稠油水热裂解催化剂较低温度下就有较好的催化效果，220℃催化反应可以使稠油降粘85%；并且该催化剂不溶于原油，不会导致原油中金属离子含量增加而加重原油加工过程中的处理难度，具有显著地保护原油品质的优点；操作简单，可以显著降低稠油开采难度，利于现场推广。

实施例4：一种低温稠油水热裂解降粘催化剂的制备方法，包括以下步骤：

第一步，常温下在反应容器中将过渡金属盐溶于10倍质量水中，所述过渡金属盐为分析纯，过渡金属盐的阳离子为镍离子，过渡金属盐的阴离子为硝酸根，所述水为工业级蒸馏水；

第二步，搅拌下向反应容器中加入与过渡金属盐物质的量的比为3:1的异羟肟酸类化合物，搅拌均匀，所述异羟肟酸类化合物为分析纯的辛基异羟肟酸；

第三步，将反应容器中的溶液加热至80℃，搅拌2小时，冷却至室温，蒸去水；

第四步，向反应容器中的剩余物中加入剩余物质量20倍的助催化剂，即得到稠油水热裂解催化剂，所述助催化剂为分析纯的异丙醇。

本发实施例的有益效果：所制稠油水热裂解催化剂较低温度下就有较好的催化效果，250℃催化反应可以使稠油降粘92%；并且该催化剂不溶于原油，不会导致原油中金属离子含量增加而加重原油加工过程中的处理难度，具有显著地保护原油品质的优点；操作简单，可以显著降低稠油开采难度，利于现场推广。

实施例5：一种低温稠油水热裂解降粘催化剂的制备方法，包括以下步骤：

第一步，常温下在反应容器中将过渡金属盐溶于15倍质量水中，所述过渡金属盐为工业级纯度，过渡金属盐的阳离子为铜离子，过渡金属盐的阴离子为溴离子，所述水为工业级自来水；

第二步，搅拌下向反应容器中加入与过渡金属盐物质的量的比为4:1的异羟肟酸类化合物，搅拌均匀，所述异羟肟酸类化合物为工业级辛基异羟肟酸；

第三步，将反应容器中的溶液加热至100℃，搅拌1小时，冷却至室温，蒸去水；

第四步，向反应容器中的剩余物中加入剩余物质量10倍的助催化剂，即得到稠油水热裂解催化剂，所述助催化剂为工业级甘油。

本实施例的有益效果：所制稠油水热裂解催化剂较低温度下就有较好的催化效果，250℃催化反应可以使稠油降粘95%；并且该催化剂不溶于原油，不会导致原油中金属离子含量增加而加重原油加工过程中的处理难度，具有显著地保护原油品质的优点；操作简单，可以显著降低稠油开采难度，利于现场推广。

实施例6：一种低温稠油水热裂解降粘催化剂的制备方法，包括以下步骤：

第一步，常温下在反应容器中将过渡金属盐溶于15倍质量水中，所述过渡金属盐为化学纯，过渡金属盐的阳离子为锌离子，过渡金属盐的阴离子为甲酸根，所述水为工业级蒸馏水；

第二步，搅拌下向反应容器中加入与过渡金属盐物质的量的比为2:1的异羟肟酸类化合物，搅拌均匀，所述异羟肟酸类化合物为工业级纯度的邻苯二甲酰异羟肟酸；

第三步，将反应容器中的溶液加热至90℃，搅拌1小时，冷却至室温，蒸去水；

第四步，向反应容器中的剩余物中加入剩余物质量5倍的助催化剂，即得到稠油水热裂解催化剂，所述助催化剂为工业级纯度的质量比为1:1的异丙醇和甘油混合物。

本实施例的有益效果：所制稠油水热裂解催化剂较低温度下就有较好的催化效果，200℃催化反应可以使稠油降粘85%；并且该催化剂不溶于原油，不会导致原油中金属离子含量增加而加重原油加工过程中的处理难度，具有显著地保护原油品质的优点；操作简单，可以显著降低稠油开采难度，利于现场推广。

Claims (7)

1.一种低温稠油水热裂解降粘催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，常温下在反应容器中将过渡金属盐溶于5-20倍质量水中，所述过渡金属盐为工业级及其以上纯度，过渡金属盐的阳离子为铬离子、锰离子、铁离子、钴离子、镍离子、铜离子或锌离子，过渡金属盐的阴离子为氯离子、溴离子、硫酸根、硝酸根、磷酸根、甲酸根或乙酸根，所述水为工业级及其以上纯度；

第二步，搅拌下向反应容器中加入与过渡金属盐物质的量的比为1-4:1的异羟肟酸类化合物，搅拌均匀，所述异羟肟酸类化合物为工业级及其以上纯度的甲基异羟肟酸、苯基异羟肟酸、水杨异羟肟酸、辛基异羟肟酸、丙二酰二异羟肟酸、邻苯二甲酰异羟肟酸及其组合物；

第三步，将反应容器中的溶液加热至30-100℃，搅拌1-4小时，冷却至室温，蒸去水；

第四步，向反应容器中的剩余物中加入剩余物质量5-100倍的助催化剂，即得到稠油水热裂解催化剂，所述助催化剂为工业级及其以上纯度的甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、甘油及其混合物。

2.根据权利要求1所述的一种低温稠油水热裂解降粘催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，常温下在反应容器中将过渡金属盐溶于5倍质量水中，所述过渡金属盐为工业级纯度，过渡金属盐的阳离子为锰离子，阴离子为氯离子，所述水为工业级自来水；

第二步，搅拌下向反应容器中加入与过渡金属盐物质的量的比为1:1的异羟肟酸类化合物，搅拌均匀，所述异羟肟酸类化合物为工业级纯度的甲基异羟肟酸；

第三步，将反应容器中的溶液加热至30℃，搅拌4小时，冷却至室温，蒸去水；

第四步，向反应容器中的剩余物中加入剩余物质量100倍的助催化剂，即得到稠油水热裂解催化剂，所述助催化剂为工业级纯度的甲醇。

3.根据权利要求1所述的一种低温稠油水热裂解降粘催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，常温下在反应容器中将过渡金属盐溶于8倍质量水中，所述过渡金属盐为分析纯，过渡金属盐的阳离子为二价铁离子，过渡金属盐的阴离子为硫酸根，所述水为工业级蒸馏水；

第二步，搅拌下向反应容器中加入与过渡金属盐物质的量的比为2:1的异羟肟酸类化合物，搅拌均匀，所述异羟肟酸类化合物为化学纯的苯基异羟肟酸；

第三步，将反应容器中的溶液加热至60℃，搅拌4小时，冷却至室温，蒸去水；

第四步，向反应容器中的剩余物中加入剩余物质量80倍的助催化剂，即得到稠油水热裂解催化剂，所述助催化剂为化学纯的甲醇。

4.根据权利要求1所述的一种低温稠油水热裂解降粘催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，常温下在反应容器中将过渡金属盐溶于10倍质量水中，所述过渡金属盐为化学纯，过渡金属盐的阳离子为钴离子，过渡金属盐的阴离子为乙酸根，所述水为工业级蒸馏水；

第二步，搅拌下向反应容器中加入与过渡金属盐物质的量的比为3:1的异羟肟酸类化合物，搅拌均匀，所述异羟肟酸类化合物为化学纯的水杨异羟肟酸；

第三步，将反应容器中的溶液加热至70℃，搅拌3小时，冷却至室温，蒸去水；

第四步，向反应容器中的剩余物中加入剩余物质量50倍的助催化剂，即得到稠油水热裂解催化剂，所述助催化剂为工业级的正丙醇。

5.根据权利要求1所述的一种低温稠油水热裂解降粘催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，常温下在反应容器中将过渡金属盐溶于10倍质量水中，所述过渡金属盐为分析纯，过渡金属盐的阳离子为镍离子，过渡金属盐的阴离子为硝酸根，所述水为工业级蒸馏水；

第二步，搅拌下向反应容器中加入与过渡金属盐物质的量的比为3:1的异羟肟酸类化合物，搅拌均匀，所述异羟肟酸类化合物为分析纯的辛基异羟肟酸；

第三步，将反应容器中的溶液加热至80℃，搅拌2小时，冷却至室温，蒸去水；

第四步，向反应容器中的剩余物中加入剩余物质量20倍的助催化剂，即得到稠油水热裂解催化剂，所述助催化剂为分析纯的异丙醇。

6.根据权利要求1所述的一种低温稠油水热裂解降粘催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，常温下在反应容器中将过渡金属盐溶于15倍质量水中，所述过渡金属盐为工业级纯度，过渡金属盐的阳离子为铜离子，过渡金属盐的阴离子为溴离子，所述水为工业级自来水；

第二步，搅拌下向反应容器中加入与过渡金属盐物质的量的比为4:1的异羟肟酸类化合物，搅拌均匀，所述异羟肟酸类化合物为工业级辛基异羟肟酸；

第三步，将反应容器中的溶液加热至100℃，搅拌1小时，冷却至室温，蒸去水；

第四步，向反应容器中的剩余物中加入剩余物质量10倍的助催化剂，即得到稠油水热裂解催化剂，所述助催化剂为工业级甘油。

7.根据权利要求1所述的一种低温稠油水热裂解降粘催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，常温下在反应容器中将过渡金属盐溶于15倍质量水中，所述过渡金属盐为化学纯，过渡金属盐的阳离子为锌离子，过渡金属盐的阴离子为甲酸根，所述水为工业级蒸馏水；

第二步，搅拌下向反应容器中加入与过渡金属盐物质的量的比为2:1的异羟肟酸类化合物，搅拌均匀，所述异羟肟酸类化合物为工业级纯度的邻苯二甲酰异羟肟酸；

第三步，将反应容器中的溶液加热至90℃，搅拌1小时，冷却至室温，蒸去水；

第四步，向反应容器中的剩余物中加入剩余物质量5倍的助催化剂，即得到稠油水热裂解催化剂，所述助催化剂为工业级纯度的质量比为1:1的异丙醇和甘油混合物。