專利名稱:一種稠油水熱催化裂解降粘劑的制備方法
技術(shù)領域:
本發(fā)明涉及一種稠油水熱催化裂解降粘劑的制備方法。
背景技術(shù):
我國有著較豐富的稠油資源,但因稠油分子結(jié)構(gòu)復雜,重質(zhì)組分含量高,使得其粘度及 凝固點較高,其開采迄今仍是世界難題,以至于很多稠油資源難以開發(fā),尤其是特超稠油資 源基本沒有動用。國內(nèi)采用傳統(tǒng)的注蒸汽熱釆方法基本適用于一般稠油,而對于特超稠油, 其降粘的效果不顯著,所以人們提出了稠油的水熱裂解降粘方法它是在注入蒸汽的同時, 也給予油層合適的催化劑及其他助劑,使稠油中的重質(zhì)組分在水熱條件下實現(xiàn)催化裂解,使 其粘度降低從而易于采出。
相比于傳統(tǒng)的降粘劑,水熱催化裂解降粘劑則有其獨特的降粘優(yōu)勢,它可以部分不可逆 的降低原油粘度,通過將稠油大分子部分的裂解為小分子,提高稠油品質(zhì)。水熱催化裂解降 粘方法是一種極具潛力的開采特、超稠油的新方法,實施水熱催化裂解降粘技術(shù)關鍵的問題 就是水熱催化裂解降粘劑的研制與開發(fā),而目前報道的水熱催化裂解降粘劑存在著使用溫度 較高,普適性差,與原油接觸性差的缺點,現(xiàn)場應用難以奏效。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種稠油水熱催化裂解降粘劑的制備方法,該方法制備的降粘劑
在低溫(低于20(TC)下降粘效果較好,并具有較好的普適性。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是 一種稠油水熱催化裂解降粘劑的制備方法, 其特征在于它包括如下步驟
1) 按對烷基酚與直鏈醛的摩爾質(zhì)量比為2: 1 1. 1,選取對垸基酚和直鏈醛;將對烷基 酚與直鏈醛混合后調(diào)至體系pH為2 4,升溫至100 12(TC反應1 2h,反應結(jié)束后冷卻至 室溫,得到中間產(chǎn)物;
2) 按氯仿與對烷基酚的摩爾質(zhì)量比為2 2.5: 1,選取氯仿;加入氯仿將上述中間產(chǎn)物 溶解,在室溫下進行磺化反應,磺化0. 5 lh,磺化完成后升溫至90 10(TC保溫反應1 2h, 得到磺化產(chǎn)物;
3) 按對垸基酚與鐵粉的摩爾質(zhì)量比為3: 0.9 1,選取鐵粉;上述步驟2)的磺化產(chǎn)物 中加入鐵粉,在110 12(TC下反應0.5 lh,反應后靜置,除去上水層,下層油狀物為稠油 水熱催化裂解降粘劑。
所述的對垸基酚的碳原子數(shù)為6 12 (即C6 C12)。所述的直鏈醛的碳原子數(shù)為1 3 (即 d C3)。 ' 步驟1)采用濃鹽酸調(diào)體系的pH。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的降粘劑中的兩親基團可以促使降粘劑更加充分的與原油接觸,最大程度的發(fā)揮過渡金屬的催化活性,而且此降粘劑可以在較低溫度下(低于20(TC) 使特超稠油發(fā)生部分裂解,同時改變其分子結(jié)構(gòu)及其族組分分子的嵌合方式,從而降低稠油 的粘度, 一定程度上提高稠油品質(zhì)。本降粘劑不僅可以用于普通稠油的開采,而且可以用于 特超稠油的水熱催化裂解降粘開采,具有較好的普適性。在低溫(低于200°C)時,催化劑 加量小于0.3wt。/G的條件下,對粘度小于lOOOOOmPa* S的稠油,降粘率可達95%以上;在催 化劑加量小于0. 5wty。的條件下,對粘度介于200000 1000000mPa S的稠油,降粘率可以達 80%以上。制備工藝簡單。
由于本降粘劑不僅可以溶解在水中,而且在有機溶劑中也有較好的溶解度,所以不局限 于水熱條件下的催化裂解降粘反應,對于一些不含水的、需摻稀降粘的特超稠油也有較好的 催化降粘效果。比較適合于注汽時現(xiàn)場能達到的溫度條件,并且制備工藝簡單,使用條件寬, 適配于現(xiàn)有的開采工藝,因此有更好的實用性和廣闊的市場前景。
具體實施例方式
為了更好的理解本發(fā)明,下面結(jié)合實施例進一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容,但本發(fā)明的內(nèi)容不 僅僅局限于下面的實施例(只精確到小數(shù)點后3位數(shù))。
實施例1:
將0.1mol對垸基酚(C6)與0.05mol直鏈醛(d)混合后使用濃鹽酸調(diào)至體系pH=4,升 溫至110。C反應2h,反應結(jié)束后冷卻至室溫,得到中間產(chǎn)物;加入0.2mo1氯仿將上述中間 產(chǎn)物溶解,在室溫下進行磺化反應,磺化30min,磺化完成后升溫至9(TC保溫反應2h;緩慢 加入0. 033mol鐵粉,在12(TC下反應0. 5h,反應后靜置,下層油狀物為稠油水熱催化裂解 降粘劑。工業(yè)生產(chǎn)可用工業(yè)級原料按比例放大即可。
應用
將本實施例產(chǎn)品應用于新疆克拉瑪依油田風城DF2005S稠油,取本實施例產(chǎn)品與風城 DF2005fl稠油和水置于高壓反應釜,在15(TC 20(TC下發(fā)生水熱催化裂解反應,其中以整個 體系質(zhì)量為基準,本實施例產(chǎn)品的用量占0.05 0. lwt% (質(zhì)量百分數(shù)),水的用量占25 40 wt% (質(zhì)量百分數(shù));反應后稠油降粘率達95 99%,并有7%的重質(zhì)組分裂解為輕質(zhì)組分。
實施例2:
將0.1mol對烷基酚(C7)與0.05mol直鏈醛(C3)混合后使用濃鹽酸調(diào)至體系pH=4,繼 續(xù)升溫至IO(TC反應2h,反應結(jié)束后冷卻至室溫,得到中間產(chǎn)物;加入0. 2mo1氯仿將上述 中間產(chǎn)物溶解,在室溫下進行磺化反應,磺化30min,磺化完成后升溫至IOO"C保溫反應2h; 緩慢加入0. 033mol鐵粉,在12(TC下反應lh,反應后靜置,下層油狀物為稠油水熱催化裂 解降粘劑。工業(yè)生產(chǎn)可用工業(yè)級原料按比例放大即可。
應用
將本實施例產(chǎn)品應用于新疆克拉瑪依油田風城DF32025ft稠油,取本實施例產(chǎn)品與風城 DF32025ft稠油和水置于高壓反應釜,在15(TC 200'C下發(fā)生水熱催化裂解反應,其中以整個 體系質(zhì)量為基準,本實施例產(chǎn)品的用量占0.05 0. lwt% (質(zhì)量百分數(shù)),水的用量占25 40 wt% (質(zhì)量百分數(shù));反應后稠油降粘率達99%以上,并有9%的重質(zhì)組分裂解為輕質(zhì)組分。實施例3:
將0. lmol對烷基酚(d。)與0. 05mol直鏈醛(C2)混合后使用濃鹽酸調(diào)至體系pH=3, 繼續(xù)升溫至12(TC反應2h,反應結(jié)束后冷卻至室溫,得到中間產(chǎn)物;加入0.2mol氯仿將上 述中間產(chǎn)物溶解,在室溫下進行磺化反應,磺化45min,磺化完成后升溫至IO(TC保溫反應 2h;緩慢加入0. 033mol鐵粉,在12CTC下反應lh,反應后靜置,下層油狀物為稠油水熱催 化裂解降粘劑。工業(yè)生產(chǎn)可用工業(yè)級原料按比例放大即可。
應用
將本實施例產(chǎn)品應用于河南油田G540稠油,取本實施例產(chǎn)品與G540稠油和水置于高壓 反應釜,在18(TC 22(TC下發(fā)生水熱催化裂解反應,其中以整個體系質(zhì)量為基準,本實施例 產(chǎn)品的用量占0.3 0.5wty。(質(zhì)量百分數(shù)),水的用量占25 40 wt% (質(zhì)量百分數(shù));反應后 稠油降粘率達85 94%,并有12%的重質(zhì)組分裂解為輕質(zhì)組分。
實施例4:
將0. lmol對烷基酚(C12)與0. 05mol直鏈醛(C2)混合后使用濃鹽酸調(diào)至體系pH=3, 繼續(xù)升溫至11(TC反應1.5h,反應結(jié)束后冷卻至室溫,得到中間產(chǎn)物;加入0.2mol氯仿將 上述中間產(chǎn)物溶解,在室溫下進行磺化反應,磺化45min,磺化完成后升溫至ll(TC保溫反 應2h;緩慢加入0. 033mol鐵粉,在ll(TC下反應lh,反應后靜置,下層油狀物為稠油水熱 催化裂解降粘劑。工業(yè)生產(chǎn)可用工業(yè)級原料按比例放大即可。
應用
將本實施例產(chǎn)品應用于遼河油田杜813-39-36稠油,取本實施例產(chǎn)品與杜813-39-36稠 油和水置于高壓反應釜,在18(TC 22(TC下發(fā)生水熱催化裂解反應,其中以整個體系質(zhì)量為 基準,本實施例產(chǎn)品的用量占0.2 0.4wt% (質(zhì)量百分數(shù)),水的用量占25 40 wt% (質(zhì)量 百分數(shù));反應后稠油降粘率達85 91%,并有8. 5%的重質(zhì)組分裂解為輕質(zhì)組分。
實施例5:
將0. lmol對烷基酚(C9)與0. 05raol直鏈醛(C3)混合后使用濃鹽酸調(diào)至體系pH=2,繼 續(xù)升溫至IO(TC反應1.5h,反應結(jié)束后冷卻至室溫,得到中間產(chǎn)物;加入0.2mol氯仿將上 述中間產(chǎn)物溶解,在室溫下進行磺化反應,磺化lh,磺化完成后升溫至9(TC保溫反應2h; 緩慢加入0. 033mol鐵粉,在12(TC下反應lh,反應后靜置,下層油狀物為稠油水熱催化裂 解降粘劑。工業(yè)生產(chǎn)可用工業(yè)級原料按比例放大即可。
應用
將本實施例產(chǎn)品應用于塔河油田TK1225特超稠油無水摻稀催化降粘試驗,取本實施例 產(chǎn)品與TK1225稠油和稀油置于高壓反應釜,在10(TC 13(TC下發(fā)生催化裂解反應,其中以 整個體系質(zhì)量為基準,本實施例產(chǎn)品的用量占0.2 0.4wt呢(質(zhì)量百分數(shù)),摻稀油的用量占 10 30 wt% (質(zhì)量百分數(shù));反應后稠油降粘率達99%以上,并有6. 5%的重質(zhì)組分裂解為輕 質(zhì)組分。
實施例6:
將0. lmol對烷基酚(C6)與0. 055mol直鏈醛(d)混合后使用濃鹽酸調(diào)至體系pH=2,
5升溫至11(TC反應2h,反應結(jié)束后冷卻至室溫,得到中間產(chǎn)物;加入0. 25mol氯仿將上述中 間產(chǎn)物溶解,在室溫下進行磺化反應,磺化30min,磺化完成后升溫至9(TC保溫反應2h;緩 慢加入0.03mol鐵粉,在12(TC下反應0.5h,反應后靜置,下層油狀物為稠油水熱催化裂解 降粘劑。工業(yè)生產(chǎn)可用工業(yè)級原料按比例放大即可。 應用將本實施例產(chǎn)品應用于新疆克拉瑪依油田風城DF2005tt稠油,取本實施例產(chǎn)品與風城 DF2005H稠油和水置于高壓反應釜,在15(TC 20(TC下發(fā)生水熱催化裂解反應,其中以整個 體系質(zhì)量為基準,本實施例產(chǎn)品的用量占0.05 0. lwt% (質(zhì)量百分數(shù)),水的用量占25 40 wt°/。(質(zhì)量百分數(shù));反應后稠油降粘率達95 99%,并有7%的重質(zhì)組分裂解為輕質(zhì)組分。本發(fā)明所列舉的各原料的上下限取值、區(qū)間值都能實現(xiàn)本發(fā)明,本發(fā)明的工藝參數(shù)(如 溫度、吋間率等)的上下限取值以及區(qū)間值都能實現(xiàn)本發(fā)明,在此不一一列舉實施例。
權(quán)利要求
1.一種稠油水熱催化裂解降粘劑的制備方法,其特征在于它包括如下步驟1)按對烷基酚與直鏈醛的摩爾質(zhì)量比為2∶1~1.1,選取對烷基酚和直鏈醛;將對烷基酚與直鏈醛混合后調(diào)至體系pH為2~4,升溫至100~120℃反應1~2h,反應結(jié)束后冷卻至室溫,得到中間產(chǎn)物;2)按氯仿與對烷基酚的摩爾質(zhì)量比為2~2.5∶1,選取氯仿;加入氯仿將上述中間產(chǎn)物溶解,在室溫下進行磺化反應,磺化0.5~1h,磺化完成后升溫至90~100℃保溫反應1~2h,得到磺化產(chǎn)物;3)按對烷基酚與鐵粉的摩爾質(zhì)量比為3∶0.9~1,選取鐵粉;上述步驟2)的磺化產(chǎn)物中加入鐵粉,在110~120℃下反應0.5~1h,反應后靜置,除去上水層,下層油狀物為稠油水熱催化裂解降粘劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稠油水熱催化裂解降粘劑的制備方法,其特征在于所述的對烷基酚的碳原子數(shù)為6 12。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稠油水熱催化裂解降粘劑的制備方法,其特征在于所述的直鏈醛的碳原子數(shù)為1 3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稠油水熱催化裂解降粘劑的制備方法,其特征在于步 驟l)采用濃鹽酸調(diào)體系的pH。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種稠油水熱催化裂解降粘劑的制備方法。一種稠油水熱催化裂解降粘劑的制備方法,其特征在于它包括如下步驟1)按對烷基酚與直鏈醛的摩爾質(zhì)量比為2∶1~1.1,選??;混合后調(diào)至體系pH為2~4,升溫至100~120℃反應1~2h,得到中間產(chǎn)物;2)按氯仿與對烷基酚的摩爾質(zhì)量比為2~2.5∶1,選取氯仿;加入氯仿將上述中間產(chǎn)物溶解,在室溫下進行磺化反應,磺化完成后升溫至90~100℃保溫反應1~2h,得到磺化產(chǎn)物;3)按對烷基酚與鐵粉的摩爾質(zhì)量比為3∶0.9~1,選取鐵粉;上述步驟2)的磺化產(chǎn)物中加入鐵粉,在110~120℃下反應0.5~1h,反應后靜置,下層油狀物為稠油水熱催化裂解降粘劑。該方法制備的降粘劑在低溫(低于200℃)下降粘效果較好,并具有較好的普適性。
文檔編號C09K8/592GK101565610SQ20091006243
公開日2009年10月28日 申請日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者超 楊, 王元慶, 陳艷玲 申請人:中國地質(zhì)大學(武漢)