CN109675561A - 稠油水热裂解降黏催化剂的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属催化剂合成领域，尤其涉及一种稠油水热裂解降黏催化剂的制备方法及其应用，具体步骤如下：称取氯化铁加入三口烧杯中，然后依次将乙醇、水、正己烷及油酸加入到三口瓶中，磁力搅拌，加入NaOH，升温冷凝回流，合成油酸铁化合物和油酸混合物加入重烷基苯磺酸钠后，溶于辛基醚、1‑十八碳烯或1‑二十碳烯中程序升温，再冷却至室温，然后向溶液中加入乙醇，离心分离即得目的产物稠油水热裂解降黏催化剂。本发明目的产物廉价易得，低能耗，具有优良降黏效果，可以通过选择正确的反应温度，反应溶剂或反应时间来定制物理性质和纳米尺寸。
Description
技术领域
本发明属催化剂合成领域，尤其涉及一种稠油水热裂解降黏催化剂的制备方法及其应用。
背景技术
国际能源署(IEA)预计，2017年世界石油需求比上年增长150·万桶/日，高于过去20年年均120万桶/日的需求。BP2017年统计年鉴的数据显示，截至2016年，我国继续成为仅次于美国的全球第二大原油及其他液体燃料的消费国。我国石油需求量将在2030年达到峰值6.9亿吨，能源需求和原油储存量增长之间的矛盾日益加深，能源枯竭，问题也日益突出．然而我国稠油资源非常丰富，探明和控制储量已达到16×108t，是继美国、加拿大和委内瑞拉之后的世界第四大稠油生产国。稠油重点分布在胜利、辽河、河南、新疆等油田。我国陆上稠油资源约占石油总资源量的20％以上。而世界上稠油资源更加丰富，其地质储量远远超过常规原油的储量。据统计，世界上已证实的常规原油地质储量约为4200×108t，而稠油(包括沥青)油藏地质储量高达15500×10st。据美国能源部爱德华兹估计，全世界稠油(包括沥青)的潜在储量可能是已探明的常规原油储量的6倍左右。因为稠油储量大，为世界经济发展提供了充足的动，很多国家在开采应用稠油方面研究投入了大量的资金随着对能源需求的不断提高，以及长期开采导致我国石油储量的日益减少、稠油比例逐渐升高，对于稠油、超稠油的开采具有更为紧迫的现实意义。以辽河油田特油公司为例，目前已建成47个井组，年产油62万吨的SAGD规模，是特油公司吞吐后期主要接替技术，2014年油气比仅为0.19，亟待探索一种新技术，改善稠油井SAGD开发效果，提高SAGD井油气比及产油量。虽然国内外学者在研究此技术上还未取得明显的成果，但各国学者都在积极进行此方向的研究，一旦有所突破对于稠油、超稠油开采的帮助将是翻天覆地的。开展稠油、超稠油地下改质技术理论研究，明确稠油高温催化裂解作用机理，制备出有效的井下催化改质催化剂，将解决我国如辽河、新疆、胜利等油田的稠油开采效率低、采出比不大、开采困难等的现状，具有巨大的科学研究意义和经济效益，并且对于石油开采影响重大。
稠油催化改质的关键在于催化剂的设计和制备，国内外对于稠油催化改质催化剂的研究主要集中在催化降黏催化剂上，主要有以下几类催化剂：油溶性催化剂、水溶性催化剂、双亲型催化剂、固体酸催化剂、离子液体催化剂、纳米粒子催化剂。其中固体酸催化剂由于井下油层中水的存在，对于井下稠油改质性能下降明显，离子液体催化剂和双亲型催化剂由于井下注入量较大导致成本较高，研究主要集中的水溶性催化剂、油溶性催化剂、纳米颗粒催化剂，水溶性催化剂由于跟随蒸汽注入井下最为方便而起始研究最早。
发明内容
本发明旨在克服现有技术不足之处而提供一种目的产物廉价易得，低能耗，具有优良降黏效果，可以通过选择正确的反应温度，反应溶剂或反应时间来定制物理性质和纳米尺寸的稠油水热裂解降黏催化剂的制备方法及其应用。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
稠油水热裂解降黏催化剂的制备方法，具体步骤包括称取氯化铁加入三口烧杯中，然后依次将乙醇、水、正己烷及油酸加入到三口瓶中，磁力搅拌，加入NaOH，升温冷凝回流，合成油酸铁化合物和油酸混合物加入重烷基苯磺酸钠后，溶于辛基醚、1-十八碳烯或1-二十碳烯中程序升温，再冷却至室温，然后向溶液中加入乙醇，离心分离即得目的产物稠油水热裂解降黏催化剂。
作为一种优选方案，本发明可称取氯化铁1.08g加入三口烧杯中，然后依次将乙醇8ml、水6ml、正己烷14ml及油酸3.8ml加入到三口瓶中，磁力搅拌30min，加入0.48gNaOH，升温至70℃冷凝回流4个小时，合成油酸铁化合物和油酸混合物加入重烷基苯磺酸钠后，溶于辛基醚并以3.3℃每分钟的条件下加热到287℃，并保持反应30min；再冷却至室温，然后向溶液中加入乙醇，最后通过离心分离得到9nm纳米晶体的稠油水热裂解降黏催化剂。
作为一种优选方案，本发明可称取氯化铁1.08g加入三口烧杯中，然后依次将乙醇8ml、水6ml、正己烷14ml及油酸3.8ml加入到三口瓶中，磁力搅拌30min，加入0.48gNaOH，升温至70℃冷凝回流4个小时，合成油酸铁化合物和油酸混合物加入重烷基苯磺酸钠，溶于1-十八碳烯并以3.3℃每分钟的条件下加热到317℃，并保持反应30min；再冷却至室温，然后向溶液中加入乙醇，最后通过离心分离得到12nm纳米晶体的稠油水热裂解降黏催化剂。
作为一种优选方案，本发明可称取氯化铁1.08g加入三口烧杯中，然后依次将乙醇8ml、水6ml、正己烷14ml及油酸3.8ml加入到三口瓶中，磁力搅拌30min，加入0.48gNaOH，升温至70℃冷凝回流4个小时，合成油酸铁化合物和油酸混合物加入重烷基苯磺酸钠，溶于1-二十碳烯并以3.3℃每分钟的条件下加热到330℃，并保持反应30分钟；再冷却至室温，然后向溶液中加入乙醇，最后通过离心分离得到16nm纳米晶体的稠油水热裂解降黏催化剂。
上述稠油水热裂解降黏催化剂在降低稠油黏度方面的应用，系将油田稠油、稠油水热裂解降黏催化剂及油层水置于高温高压反应釜中，在反应温度T=240℃，恒温反应时间t=24h的条件下，进行稠油水热裂解降黏，反应后冷却到60℃，取上层油样。
进一步地，本发明上述稠油水热裂解降黏催化剂与油田稠油的质量比为3:1000。
本发明催化剂用于攻击稠油长链上的C-S、C-N、C-O和C-C键，使其断键，达到降低稠油黏度的目的。本发明以合成的油酸铁和几种不同溶剂为原料，按一定的原料配比与表面活性剂重烷基苯磺酸钠（HABS）通过高温热解法合成了几种不同尺寸的纳米级稠油水热裂解降黏催化剂（Fe3O4催化剂），经实验测定当Fe3O4催化剂的尺寸小于20nm时，该Fe3O4催化剂在稠油水热裂解中降黏率均能达到95%以上，降黏效果优秀，并以降黏率为标准考察了催化剂尺寸对稠油水热裂解降黏效果的影响，测定了Fe3O4催化剂的选择性能与催化性能。结果表明：当催化剂加入量为稠油质量的 0.3%wt，水加入量为稠油质量的30%wt时，反应24 h后，使用尺寸在20nm以内的纳米Fe3O4催化剂，降黏率均能达到95%以上；同一条件下其对稠油降黏能力的顺序为：尺寸在9nm左右降黏效果最佳，尺寸在小于20nm后降黏效果改变不明显；降黏反应后的稠油在静置一周后测其黏度，降黏率仍高达90%以上。
本发明提供稠油水热裂解降黏催化剂的制备方法并利用其催化性能应用于稠油水热裂解降黏，具有如下有益效果。
（1）针对于传统高成本催化剂难以大量工业化生产这一现状，找到了一种廉价易得、具有优良降黏效果的纳米型Fe3O4催化剂。
（2）本发明Fe3O4催化剂，可以攻击稠油长链上的C-S、C-N、C-O和C-C键，使其断键，使胶质和沥青质含量降低，饱和烃和芳香烃含量增加，重组分转化为轻组分，降粘效果稳定。
（3）本发明Fe3O4催化剂，属于纳米级别，尺寸均一，在稠油中有较好的分散性，克服无法搅拌的地下环境，降低了开采难度。
（4）本发明Fe3O4催化剂具备可以通过选择正确的反应温度、反应溶剂或反应时间来定制物理性质和纳米尺寸。
（5）本发明方法具有操作流程简单，低能耗，成本低，效果显著，克服了传统催化剂合成能耗高，技术困难等限制。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。
以下内容中用到以下试剂：油酸（国药试剂）；氢氧化钠（国药试剂）；氯化铁（国药试剂）；正己烷（国药试剂）；乙醇（国药试剂）；辛基醚（广州博榈化工有限公司）；1-十八碳烯（上海麦克林生化科技有限公司）；1-二十碳烯（北京酷尔化学有限公司）；重烷基苯磺酸钠（盖德化工有限公司）。
以下通过实施例进一步说明本发明的方法。
实施例1。
（1）合成与降黏过程
先称取氯化铁1.08g加入三口烧杯中，然后依次将乙醇8ml、水 6ml、正己烷 14ml及油酸3.8ml加入到三口瓶中，磁力搅拌30min，加入0.48gNaOH，升温至70℃冷凝回流4个小时，合成油酸铁化合物和油酸混合物加入表面活性剂重烷基苯磺酸钠（HABS），溶解于辛基醚以3.3℃每分钟的条件下加热到287℃，并保持反应30min，然后冷却至室温，然后向溶液加入乙醇用来析出纳米晶体，最后通过离心分离得到9nm的纳米晶体；将油田稠油、一定量合成的催化剂和油层水置于高温高压反应釜中，反应温度T=240℃，反应时间t=24h的条件下，进行稠油水热裂解降黏，反应后冷却到60℃，取上层油样。催化剂与油田稠油的质量比为3:1000。通过氧化铝吸附法，分离反应前和反应后的稠油四组分，对比反应前后稠油四组分的变化情况。
（2）结果检测
用NDJ-5S数字式黏度仪检测反应后的稠油黏度为2060m Pa·s，通过计算得降黏率为97.6%。对比了稠油在水热裂解降粘前后的组分变化，其中饱和烃含量由25.2%提高8%、芳香烃含量由28.3%提高3.9%，胶质含量由39.6%降低10.3%，沥青质含量由6.9%降低1.6%，重组分减少，轻组分增加。
实施例2。
（1）合成与脱硫过程
先称取氯化铁 1.08g加入三口烧杯中，然后依次将乙醇8ml、水 6ml 、正己烷 14ml及油酸3.8ml加入到三口瓶中，磁力搅拌30min，加入0.48gNaOH，升温至70℃冷凝回流4h，合成油酸铁化合物和油酸混合物加入表面活性剂重烷基苯磺酸钠（HABS），溶解于1-十八碳烯以3.3℃每分钟的条件下加热到317℃，并保持反应30min，然后冷却至室温，然后向溶液加入乙醇用来析出纳米晶体，最后通过离心分离得到12nm的纳米晶体；将油田稠油、一定量合成的催化剂和油层水置于高温高压反应釜中，反应温度T=240℃，反应时间t=24h的条件下，进行稠油水热裂解降黏，反应后冷却到60℃，取上层油样。催化剂与油田稠油的质量比为3:1000。通过氧化铝吸附法，分离反应前和反应后的稠油四组分，对比反应前后稠油四组分的变化情况。
（2）结果检测
用NDJ-5S数字式黏度仪检测反应后的稠油黏度为3140m Pa·s，通过计算得到的降黏率为96.4%。对比了稠油在水热裂解降粘前后的组分变化，其中饱和烃含量由25.2%提高7.4%、芳香烃含量由28.3%提高3%，胶质含量由39.6%降低9%，沥青质含量由6.9%降低1.4%，重组分减少，轻组分增加。
实施例 3。
（1）合成与脱硫过程
先称取氯化铁 1.08g加入三口烧杯中，然后依次将乙醇8ml、水 6ml 、正己烷14ml及油酸3.8ml加入到三口瓶中，磁力搅拌30min，加入0.48gNaOH，升温至70℃冷凝回流4h，合成油酸铁化合物和油酸混合物加入表面活性剂重烷基苯磺酸钠（HABS），溶解于1-二十碳烯以3.3℃每分钟的条件下加热到330℃，并保持反应30分钟，然后冷却至室温，然后向溶液加入乙醇用来析出纳米晶体，最后通过离心分离得到16nm的纳米晶体；将油田稠油、一定量合成的催化剂和油层水置于高温高压反应釜中，反应温度T=240℃，反应时间t=24h的条件下，进行稠油水热裂解降黏，反应后冷却到60℃，取上层油样。催化剂与油田稠油的质量比为3:1000。通过氧化铝吸附法，分离反应前和反应后的稠油四组分，对比反应前后稠油四组分的变化情况。
（2）结果检测
用NDJ-5S数字式黏度仪检测反应后的稠油黏度为3760m Pa·s，通过计算得到的降黏率为95.6%。对比了稠油在水热裂解降粘前后的组分变化，其中饱和烃含量由25.2%提高6.9%、芳香烃含量由28.3%提高2.8%，胶质含量由39.6%降低8.4%，沥青质含量由6.9%降低1.3%，重组分减少，轻组分增加。
上述实施例1-3结果表明，采用本发明的方法，合成一系列新型Fe3O4催化剂，并利用其催化性能应用于稠油水热裂解降黏中。本发明选用的合成原料廉价易得，合成的Fe3O4催化剂物性稳定，整个合成与降黏工艺过程简单，降黏成效显著，克服了传统催化剂、降黏剂难以大批量工业化生产的瓶颈。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，其保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内，本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (6)
1.稠油水热裂解降黏催化剂的制备方法，其特征在于，称取氯化铁加入三口烧杯中，然后依次将乙醇、水、正己烷及油酸加入到三口瓶中，磁力搅拌，加入NaOH，升温冷凝回流，合成油酸铁化合物和油酸混合物加入重烷基苯磺酸钠后，溶于辛基醚、1-十八碳烯或1-二十碳烯中程序升温，再冷却至室温，然后向溶液中加入乙醇，离心分离即得目的产物稠油水热裂解降黏催化剂。
2.根据权利要求1所述的稠油水热裂解降黏催化剂的制备方法，其特征在于：称取氯化铁1.08g加入三口烧杯中，然后依次将乙醇8ml、水6ml、正己烷14ml及油酸3.8ml加入到三口瓶中，磁力搅拌30min，加入0.48gNaOH，升温至70℃冷凝回流4个小时，合成油酸铁化合物和油酸混合物加入重烷基苯磺酸钠后，溶于辛基醚并以3.3℃每分钟的条件下加热到287℃，并保持反应30min；再冷却至室温，然后向溶液中加入乙醇，最后通过离心分离得到9nm纳米晶体的稠油水热裂解降黏催化剂。
3.根据权利要求1所述的稠油水热裂解降黏催化剂的制备方法，其特征在于：称取氯化铁1.08g加入三口烧杯中，然后依次将乙醇8ml、水6ml、正己烷14ml及油酸3.8ml加入到三口瓶中，磁力搅拌30min，加入0.48gNaOH，升温至70℃冷凝回流4个小时，合成油酸铁化合物和油酸混合物加入重烷基苯磺酸钠，溶于1-十八碳烯并以3.3℃每分钟的条件下加热到317℃，并保持反应30min；再冷却至室温，然后向溶液中加入乙醇，最后通过离心分离得到12nm纳米晶体的稠油水热裂解降黏催化剂。
4.根据权利要求1所述的稠油水热裂解降黏催化剂的制备方法，其特征在于：称取氯化铁1.08g加入三口烧杯中，然后依次将乙醇8ml、水6ml、正己烷14ml及油酸3.8ml加入到三口瓶中，磁力搅拌30min，加入0.48gNaOH，升温至70℃冷凝回流4个小时，合成油酸铁化合物和油酸混合物加入重烷基苯磺酸钠，溶于1-二十碳烯并以3.3℃每分钟的条件下加热到330℃，并保持反应30分钟；再冷却至室温，然后向溶液中加入乙醇，最后通过离心分离得到16nm纳米晶体的稠油水热裂解降黏催化剂。
5.一种如权利要求1～4任一所述的稠油水热裂解降黏催化剂在降低稠油黏度方面的应用，其特征在于：将油田稠油、稠油水热裂解降黏催化剂及油层水置于高温高压反应釜中，在反应温度T=240℃，恒温反应时间t=24h的条件下，进行稠油水热裂解降黏，反应后冷却到60℃，取上层油样。
6.根据权利要求5所述稠油水热裂解降黏催化剂在降低稠油黏度方面的应用，其特征在于：所述稠油水热裂解降黏催化剂与油田稠油的质量比为3:1000。
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110743552A (zh) * | 2019-11-07 | 2020-02-04 | 西安石油大学 | 一种粘土负载零价金属稠油水热裂解催化剂及其制备方法 |
| CN113292980A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-08-24 | 长江大学 | 一种水溶性稠油降黏剂及其制备方法和应用 |
| CN113292977A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-08-24 | 长江大学 | 一种稠油降黏剂及其应用 |
| CN113355075A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-09-07 | 长江大学 | 一种稠油降黏剂及其制备方法和应用 |
| CN113403059A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-09-17 | 长江大学 | 一种组合式催化降黏剂及其应用 |
| CN113403056A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-09-17 | 长江大学 | 一种催化剂组合物及其制备方法和应用 |
| CN115450597A (zh) * | 2022-10-07 | 2022-12-09 | 中国石油大学(华东) | 一种稠油木质素催化共水热裂解改质用的复合型催化剂技术及其应用方法 |
| CN115521805A (zh) * | 2022-09-23 | 2022-12-27 | 唐山浩昌杰环保科技发展有限公司 | 一种废矿物油回收再利用的工艺方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101947472A (zh) * | 2010-10-20 | 2011-01-19 | 新疆大学 | 煤液化方法及其专用催化剂 |
| CN105174316A (zh) * | 2015-08-28 | 2015-12-23 | 河南大学 | 一种具有分级结构的饼状氧化铁纳米微粒及其制备方法 |
| CN106832159A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-06-13 | 河南师范大学 | 具有pH和磁响应性杂化纳米粒子及其制备方法和在分离纳米油水乳液中的应用 |
-
2018
- 2018-12-18 CN CN201811547142.4A patent/CN109675561A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101947472A (zh) * | 2010-10-20 | 2011-01-19 | 新疆大学 | 煤液化方法及其专用催化剂 |
| CN105174316A (zh) * | 2015-08-28 | 2015-12-23 | 河南大学 | 一种具有分级结构的饼状氧化铁纳米微粒及其制备方法 |
| CN106832159A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-06-13 | 河南师范大学 | 具有pH和磁响应性杂化纳米粒子及其制备方法和在分离纳米油水乳液中的应用 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110743552A (zh) * | 2019-11-07 | 2020-02-04 | 西安石油大学 | 一种粘土负载零价金属稠油水热裂解催化剂及其制备方法 |
| CN110743552B (zh) * | 2019-11-07 | 2022-06-07 | 西安石油大学 | 一种粘土负载零价金属稠油水热裂解催化剂及其制备方法 |
| CN113292980A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-08-24 | 长江大学 | 一种水溶性稠油降黏剂及其制备方法和应用 |
| CN113292977A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-08-24 | 长江大学 | 一种稠油降黏剂及其应用 |
| CN113355075A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-09-07 | 长江大学 | 一种稠油降黏剂及其制备方法和应用 |
| CN113403059A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-09-17 | 长江大学 | 一种组合式催化降黏剂及其应用 |
| CN113403056A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-09-17 | 长江大学 | 一种催化剂组合物及其制备方法和应用 |
| CN113292980B (zh) * | 2021-05-27 | 2022-08-16 | 长江大学 | 一种水溶性稠油降黏剂及其制备方法和应用 |
| CN115521805A (zh) * | 2022-09-23 | 2022-12-27 | 唐山浩昌杰环保科技发展有限公司 | 一种废矿物油回收再利用的工艺方法 |
| CN115450597A (zh) * | 2022-10-07 | 2022-12-09 | 中国石油大学(华东) | 一种稠油木质素催化共水热裂解改质用的复合型催化剂技术及其应用方法 |
| CN115450597B (zh) * | 2022-10-07 | 2024-03-15 | 中国石油大学(华东) | 稠油木质素共水热裂解用复合型催化剂的使用方法 |
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