CN1915488A

CN1915488A - 一种井下稠油水热裂解催化降粘用的催化剂

Info

Publication number: CN1915488A
Application number: CN 200510028825
Authority: CN
Inventors: 傅乐峰; 郑柏存
Original assignee: SHANGHAI SANRUI CHEMISTRY CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI SANRUI CHEMISTRY CO Ltd
Priority date: 2005-08-16
Filing date: 2005-08-16
Publication date: 2007-02-21

Abstract

本发明公开了一种井下稠油水热裂解催化降粘用的催化剂，它是由硅铝胶或氧化铝、粘土、固体超强酸混合配制而成的粉状物质，其各组分含量为(以重量百分比计)：硅铝胶或氧化铝2～60％、粘土5～50％、固体超强酸5～60％。本发明在水蒸汽作用下，能够在油井下原位催化裂化稠油，改善原油粘度，粘度下降率达60％左右。

Description

一种井下稠油水热裂解催化降粘用的催化剂

技术领域

本发明涉及一种催化剂。具体地说是在水蒸汽作用下，能够在油井下原位催化裂化稠油，改善原油粘度的一种井下稠油水热裂解催化降粘用的催化剂。

背景技术

随着我国石油需求的增长和不断开采，我国的稀油油田已进入开采后期，优质易开采原油储量已经严重不足，原油变重的趋势已经非常明显。目前大多数油田的采收率不超过50％，随着国内油田大部分已经进入二次三次开采期，重质原油(即稠油)已经成为主要开采对象。稠油的开采越来越引起石油工业界的高度重视。大量开采那些难于动用的、投资费用较高的稠油已成为必然。

实质性的降低稠油的粘度、提高轻质油分的比例对于原油的开采具有重要的意义。通过在油井下原位水热反应裂解重质原油，不仅能够提高原油的品质而且可以提高原油的采收率。

美国专利USP4743357公开了一种重质原油水热催化裂化成轻质烃类的工艺。该技术是采用二价或三价铁的氧化物、硫化物和硫酸盐为催化剂，在外加氢的作用下将稠油裂解成轻质烃。

美国专利USP5,269,909公开的一种重质原油水热催化裂化成轻质烃类的工艺是采用氧化铝负载镍、钼为催化剂，在甲烷、氢气和氮气的气氛作用下裂解稠油。

美国专利USP5891829公开了一种油井下原位水热反应裂解重质原油，改善稠油粘度的工艺。该技术是采用油井下的油砂矿物作为催化剂，在供氢剂、甲烷和水蒸汽的作用下裂解稠油。

上述技术需要外加氢、甲烷等气氛，具体实施比较困难，难以商业化。

发明内容

本发明的目的在于避免上述现有技术的不足，提供一种使用比较方便、能够在油井下原位催化裂化稠油，改善原油粘度的催化裂化催化剂。

本发明的目的是这样实现的：

一种井下稠油水热裂解催化降粘用的催化剂，它是由硅铝胶或氧化铝、粘土、固体超强酸混合配制而成的粉状物质，其各组分含量为(以重量百分比计)：硅铝胶或氧化铝2～60％、粘土5～50％、固体超强酸5～60％。

所述硅铝胶或氧化铝的SiO₂∶Al₂O₃为0∶100～80∶20(重量比)。

所述硅铝胶或氧化铝的孔直径分布范围为40-18000。

所述硅铝胶或氧化铝的平均颗粒尺寸为0.1μm-5μm。

所述粘土的平均颗粒尺寸为0.1μm-15μm。

所述固体超强酸为硫酸促进型氧化物SO₄ ^2-/M_xO_y。

所述硫酸促进型氧化物SO₄ ^2-/M_xO_y中氧化物M_xO_y为TiO₂，ZrO₂，SnO₂，SiO₂，Al₂O₃，Fe₂O₃，MnO₂，Cr₂O₃中的一种或多种混合。

本发明在水蒸汽作用下，能够在油井下原位催化裂化稠油，改善原油粘度，粘度下降率达60％左右。

具体实施方式

实施例

(1)硅铝胶的制备(SiO₂∶Al₂O₃的重量比为50∶50)

将SiO₂浓度为20wt.％的水玻璃溶液用去离子水稀释成SiO₂浓度为8wt.％的水溶液。将无水硫酸铝溶解在去离子水中，配制硫酸铝浓度为26.82wt.％(折合Al₂O₃浓度为8％)的水溶液。

在5L的玻璃烧瓶中，加入1L去离子水。在搅拌的情况下，同时缓慢滴加上述制备的水玻璃溶液和硫酸铝溶液。最后的混合物用5wt％的氨水溶液调节pH为8。过滤得到粗的硅铝胶滤饼。将硅铝胶滤饼分散在1L浓度为1wt％的硝酸铵溶液中，通过离子交换的方法除去硅铝胶中的钠离子。重复四次。硅铝胶用去离子水洗涤，过滤。在80℃下烘干6小时，800℃焙烧3小时。

(2)硫酸促进型固体超强酸的制备

在搅拌条件下，向10％(wt.)的ZrOCl₂水溶液中滴加浓氨水至pH＝9，沉淀陈化24h后，抽滤洗涤至无Cl^-(用AgNO₃溶液检验)。将沉淀物在102℃烘箱中干燥24h后，粉碎研磨至2μm以下，用0.5mol/L H₂SO₄浸泡15分钟(15ml H₂SO₄/g沉淀物)，抽滤，不洗涤，将所得滤饼在102℃下干燥24h，最后在550℃温度下焙烧活化8小时，制得SO₄ ^2-/ZrO₂。

(3)本发明的制备

按硅铝胶50份：粘土20份：固体超强酸30份(重量份)的比例将三种组分置入锥形双螺旋混合机中，启动混合机，搅拌60～90分钟，使其充分混合，制得本发明。

本发明的效果：

本发明效果的测试是在实验室里模拟井下注蒸汽热力开采条件下进行。在GS型高温高压反应器中，加入100g稠油，0.1g催化剂，10g水，温度控制在280℃，反应时间36小时。在50℃下用Brookfield旋转粘度计测定原油的粘度。稠油反应前后的粘度下降率为57％。

Claims

1、一种井下稠油水热裂解催化降粘用的催化剂，其特征在于它是由硅铝胶或氧化铝、粘土、固体超强酸混合配制而成的粉状物质，其各组分含量为(以重量百分比计)：硅铝胶或氧化铝2～60％、粘土5～50％、固体超强酸5～60％。

2、根据权利要求1所述的井下稠油水热裂解催化降粘用的催化剂，其特征在于所述硅铝胶或氧化铝的SiO₂∶Al₂O₃为0∶100～80∶20(重量比)。

3、根据权利要求2所述的井下稠油水热裂解催化降粘用的催化剂，其特征在于所述硅铝胶或氧化铝的孔直径分布范围为40-18000。

4、根据权利要求2所述的井下稠油水热裂解催化降粘用的催化剂，其特征在于所述硅铝胶或氧化铝的平均颗粒尺寸为0.1μm-5μm。

5、根据权利要求1所述的井下稠油水热裂解催化降粘用的催化剂，其特征在于所述粘土的平均颗粒尺寸为0.1μm-15μm。

6、根据权利要求1所述的井下稠油水热裂解催化降粘用的催化剂，其特征在于所述固体超强酸为硫酸促进型氧化物SO₄ ^2-/M_xO_y。

7、根据权利要求6所述的井下稠油水热裂解催化降粘用的催化剂，其特征在于所述硫酸促进型氧化物SO₄ ^2-/M_xO_y中氧化物M_xO_y为TiO₂，ZrO₂，SnO₂，SiO₂，Al₂O₃，Fe₂O₃，MnO₂，Cr₂O₃中的一种或多种混合。