[发明专利]具供氢和催化活性中心双重结构的稠油水热裂解催化降粘剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一类用于稠油开采中的新型水热裂解催化降粘剂的制备方法。

背景技术

稠油是一种潜力巨大的非常规烃类资源。我国的稠油资源丰富，是四大稠油国之一。随着世界对石油资源的需求加大，特别是我国的原油进口对外依存度已达到60%的严峻形势下，稠油的综合开发与利用成为缓解我国石油能源需求的重要措施之一，有利于我国能源经济的健康发展。然而，由于稠油分子结构复杂，重质组分含量高，使得其粘度及凝固点较高，加上不同区域、不同地质条件下稠油的组成、结构、性质千变万化，稠油（尤其是特超稠油）的开采迄今仍是世界难题。

水热裂解催化降粘作为一种极具潜力的特超稠油开采新方法，其实质利用注蒸汽工艺，将水热裂解催化降粘剂与蒸汽一道注入油层中，在蒸汽的热能与催化降粘剂的共同作用下，稠油中沥青质、胶质等大分子催化裂解为小分子。因此与其它开采方法相比，稠油不仅更易于采出，而且还有其它独特而重要的优点。其中高效水热裂解催化降粘剂是该技术得以成功推广的关键。

国内外一些学者曾报道过甲苯、甲酸、四氢萘、二氢蒽、甲烷等与各种不同的催化剂（含天然矿物）共存时，对超稠油进行井下催化裂解降粘（改质）的工作。在加入催化降粘剂的同时，加入供氢剂等助剂，可以提高稠油水热裂解催化降粘效果，但在现场应用时，由于施工工艺的复杂，以及由此导致的施工过程中的安全隐患、开采成本的提高等问题的存在，使利用供氢剂与催化降粘剂复配，对稠油进行原位供氢改质降粘的开采技术受到限制。

为此，我们设计并研制出一类具有供氢和催化活性中心双重结构的催化降粘剂，并对不同类型的特、超稠油进行了室内评价。结果表明：该类新型催化降粘剂具有比普通催化降粘剂与供氢剂复配更大的优势，不仅降粘效果要好，而且普适性也强。制备及现场应用工艺简单，前景广阔。

发明内容

本发明的目的在于提供一类具供氢和催化活性中心双重结构的稠油水热裂解催化降粘剂的制备方法，该方法制备的催化降粘剂在200℃及以上温度的降粘效果良好，制备过程简单。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：具供氢和催化活性中心双重结构的稠油水热裂解催化降粘剂的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：

1) 选取原料：按二甲苯、浓硫酸、金属氧化物、水的摩尔比为(1.5～2.5): (1.0～1.8): (0.3～0.6) :（6～8），称取二甲苯、浓硫酸、金属氧化物和水；

2) 将二甲苯加热至100～120℃，逐滴加入浓硫酸，30min～45min滴完；升温至130～150℃继续反应2～3h；结束反应并冷却至室温，将混合溶液倒入分液漏斗中，分离出下层溶液，得到所需中间产物（所需中间产物为“下层溶液”）；

3）将金属氧化物与水混合，在70～80℃时加入上述中间产物，搅拌0.5～1h（反应结束）；趁热过滤，将滤液置于烘箱中在60～80℃下烘10～14h，得到具供氢和催化活性中心双重结构的稠油水热裂解催化降粘剂。

所述的金属氧化物为氧化铁、氧化镍、三氧化二铬中的任意一种。

所述的逐滴加入浓硫酸的温度为110℃，反应温度为140℃(即升温至140℃)，反应时间2.5h。

采用本发明的方法获得的催化降粘剂集供氢与催化活性中心双重结构于一体，该结构能够使催化降粘剂本身具备一定的供氢能力，避免了油田现场外加供氢剂所带来的工艺复杂化、成本提高及施工过程中所带来的各种安全性问题；同时催化活性中心易与配体形成络合物，使其能够在稠油水热裂解反应过程中保持催化活性，并且由于供氢体与催化活性中心存在协同作用，提高了催化剂对稠油水热裂解催化降粘的效果。此降粘剂可以在相对温和的条件下（在200℃及以上）使稠油大分子发生裂解，生成的小分子进入轻质组分，从而提高原油品质，降低了稠油的粘度。

本发明的有益效果是：该方法制备的催化降粘剂在200℃及以上温度的降粘效果良好(特别是对特、超稠油的降粘效果良好)；稠油采出后油水易于分离，避免后期由于含水所带来的各种问题。

本降粘剂可用于特稠油、超稠油的水热裂解催化降粘开采，制备过程简单，工艺适当，降粘效果良好，普适性强。适合与现有的稠油开采技术配合使用，现场应用前景广阔。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实例进一步阐述本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1: