[发明专利]稠油水热裂解催化剂及其制备方法和过渡金属配合物及配体

说明书

技术领域

本发明涉及一种稠油水热裂解催化剂及其制备方法，本发明还涉及该催化剂含有的过渡金属配合物及其配体。

背景技术

水热裂解催化降粘技术是一种有效的稠油开采技术，该技术通过在向油藏注蒸汽的同时加入特定性质的催化剂和助剂，使稠油组分中键能较弱化学键发生断裂，改变稠油分子聚集状态，降低稠油粘度，改善流动性，达到提高采收率的目的。现有的水热裂解催化剂一般是过渡金属盐，其反应效率还不理想，一方面体现在需要很高的反应温度(240℃～300℃)，另一方面体现在需要较长的反应时间(24～60小时)。CN1944572A报道了一种含有两亲结构的稠油水热催化裂解降粘剂的制备方法，以芳磺酸与氧化铁或铁粉制备含两亲结构的稠油水热催化裂解降粘剂。CN102019205A报道了一种稠油水热催化裂解降粘的络合催化剂及其制备和应用，该络合催化剂利用脂肪羧酸、乙二胺、氯乙酸钠水合氯化镍等制备得到。以上的技术方案实现了将活性中心引入到两亲性主链上，其具有催化活性的过渡金属中心离子均处于水溶性端。CN1948349A和CN101007286A分别报道了环糊精和表面活性剂包合催化剂的制备和应用，这种包合物的稳定性和催化剂分布的均一性较差，对实际应用中的效果产生不利影响。

发明内容

本发明提供了一种水热裂解催化剂及其制备方法，本发明还提供了上述催化剂含有的过渡金属配合物以及用于制备该过渡金属配合物的配体。

一种稠油水热裂解催化剂，含有式I所示的过渡金属配合物，

式I中，R₁、R₂各自独立地为C1～C6烷基或者C6～C10芳基，M为VB、VIB、VIIB或者VIII族的金属，A为端基，m为3～28的整数，n为1～3的整数。

优选情况下，R₁、R₂各自独立地为C1～C3烷基或者C6～C8芳基。

m优选为13～18的整数。

M优选为VIB、VIIB或者VIII族的金属，更优选为铁、钴、镍、铬或锰。

本领域技术人员清楚本发明所述端基A的范围，其是指制备聚氧乙烯醚时，由起始剂引入聚醚链端的基团。所述端基A优选为C12～C25的烷氧基或C8～C20的酚氧基。

一种稠油水热裂解催化剂的制备方法，包括：

(1)将聚氧乙烯醚与卤化剂反应，得到卤代聚氧乙烯醚；

(2)将步骤(1)制备的卤代聚氧乙烯醚与碱处理过的式II化合物反应，得到式III所示的化合物；

(3)在溶剂中，将步骤(2)制得的式III化合物与过渡金属盐反应；

式II和式III中，R₁、R₂各自独立地为C1～C6烷基或者C6～C10芳基，A为端基，m为3～28的整数，过渡金属盐为VB、VIB、VIIB或VIII族的金属盐。

m优选为13～18的整数。

本发明对聚氧乙烯醚的端基没有特别的限制。所述聚氧乙烯醚的端基优选为C12～C25的烷氧基或C8～C20的酚氧基。

所述的卤化剂可采用常规的卤化剂，如可采用二氯亚砜、三氯化磷、五氯化磷或氯化氢为卤化剂。

本领域技术人员清楚步骤(2)中所述碱的范围和“碱处理”的含义，所述的碱指能脱除β-二酮中间碳原子上氢的碱，所述的“碱处理”是指用碱来脱除β-二酮中间碳原子上的氢。本发明可采用碱金属醇盐、碱金属氢化物或碱金属来脱除β-二酮中间碳原子上的氢。

优选情况下，R₁、R₂各自独立地为C1～C3烷基或者C6～C8芳基。

M优选为VIB、VIIB或VIII族的金属盐，更优选为铁盐、钴盐、镍盐、铬盐或锰盐。

本领域技术人员清楚步骤(3)中所述溶剂的范围，其是指至少能溶解一种反应底物的有机或无机溶剂。所述的溶剂优选为C1～C6醇中的一种或几种，更优选为C1～C3醇中的一种或几种。

步骤(1)的反应时间优选为3～24小时，更优选为3～10小时。

步骤(1)的反应温度优选为-10～120℃，更优选为40～100℃。

步骤(2)的反应时间优选为2～10小时，更优选为4～8小时。

步骤(2)的反应温度优选为60～160℃，更优选为80～120℃。

步骤(3)的反应时间优选为2～12小时，更优选为4～8小时。