稠油熱裂解催化體系的制備與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】稠油熱裂解催化體系的制備與應(yīng)用，制備為：攪拌下，在反應(yīng)釜中加入取代酚類化合物、含甲醛類化合物或者溶液、仲胺和水，向反應(yīng)釜中滴加過渡金屬鹽水溶液，將反應(yīng)釜擰緊后置于恒溫箱中，反應(yīng)后冷卻至室溫，向上述溶液中加入甲醇和尿素，即得到稠油熱裂解催化體系；應(yīng)用時，采用高壓泵將該類催化體系用回注水預(yù)先稀釋，預(yù)先注入儲油層，然后注入蒸汽，能夠?qū)崿F(xiàn)稠油凝點降低10℃以上、粘度降低70%以上，操作工藝簡單，顯著降低稠油開采難度，利于現(xiàn)場推廣；該類催化體系不溶于原油，不會導(dǎo)致原油中金屬離子含量增加而加重原油加工過程中的處理難度，因而具有顯著地保護原油品質(zhì)的作用。
【專利說明】稠油熱裂解催化體系的制備與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及催化稠油降解的催化體系【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及稠油熱裂解催化體系的制備與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]我國稠油資源豐富、分布廣泛，已在12個盆地發(fā)現(xiàn)了 70多個重質(zhì)油田，預(yù)計資源量可達300X 108 t以上，約占我國石油總儲量的15%。但稠油粘度高、流動性差，其開采難度更、成本高、技術(shù)要求高。開采稠油常用的方法有摻稀油、熱水驅(qū)、蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)、乳化降粘、稠油改質(zhì)降粘等，其中稠油就地催化裂解/降解改質(zhì)是近年來備受國內(nèi)外關(guān)注的新技術(shù)。該技術(shù)的實施使稠油在催化體系的作用下降低反應(yīng)活化能，與水作用發(fā)生部分裂解反應(yīng)，不僅使稠油中的重質(zhì)組分裂解成為輕質(zhì)組分，稀釋未發(fā)生裂解的稠油，不可逆地降低稠油粘度，而且由于稠油的分子量變小，可以提高原油品質(zhì)，增加原油的蒸汽壓油層壓力和能量。目前該項技術(shù)已經(jīng)逐步開始應(yīng)用，我國也已經(jīng)在遼河油田、南陽油田等地開展了規(guī)模性試驗，但是該項技術(shù)中的核心催化體系為油溶性過渡金屬鹽(如油酸鎳、環(huán)烷酸鎳等)，必須首先通過油基段塞注入地層，而后進行蒸汽注入加熱裂解稠油，施工工藝較復(fù)雜，并且一般需要在250-30(TC左右才能有效地催化稠油裂解。此外，油溶性金屬鹽特別是鎳鹽的加入導(dǎo)致嚴重損害原油品質(zhì)，給后續(xù)原油加工過程增加負擔(dān)。因此，需要開發(fā)水溶性稠油低溫裂解催化體系，降低反應(yīng)溫度，同時防止原油中金屬離子含量的增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供稠油熱裂解催化體系的制備與應(yīng)用，操作工藝簡單，可以顯著降低稠油開采難度，利于現(xiàn)場推廣；該類催化體系不溶于原油，不會導(dǎo)致原 油中金屬離子含量增加而加重原油加工過程中的處理難度，具有顯著地保護原油品質(zhì)作用的優(yōu)點。
[0004]為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
稠油熱裂解催化體系的制備，包括以下步驟:
第一步，攪拌下，在反應(yīng)釜中加入物質(zhì)的量比例為1: (1-2): (1-1.2)的取代酚類化合物、含甲醛類化合物或者溶液、仲胺和上述三種化合物質(zhì)量5-20倍質(zhì)量的水，所述取代酚類化合物為4位為甲基、乙基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、氯、溴、碘或硝基取代的苯酚，所述含甲醛類化合物或者溶液為工業(yè)級及以上純度的甲醛溶液水溶液、三聚甲醛或多聚甲醛，所述仲胺為工業(yè)級及以上純度的二乙醇胺、嗎啡啉、哌嗪，水為工業(yè)級及以上純度的水；第二步，攪拌下，向反應(yīng)釜中滴加質(zhì)量濃度為1-20%的含有與取代苯酚等物質(zhì)量的過渡金屬鹽水溶液，過渡金屬鹽為化學(xué)純及以上純度，其陽離子為鉻離子、錳離子、鐵離子、鈷離子、鎳離子、銅離子或鋅離子，其陰離子為氯離子、溴離子、硫酸根、硝酸根、磷酸根、甲酸根或乙酸根，水為工業(yè)級及以上純度的水；
第三步，將反應(yīng)釜擰緊后置于恒溫箱中120-180°C，反應(yīng)1-5天后冷卻至室溫；第四步，向上述溶液中加入與溶質(zhì)質(zhì)量比為1:10-100的甲醇和1:10-100的尿素，即得到稠油熱裂解催化體系，所述甲醇和尿素為工業(yè)級及以上純度產(chǎn)品。
[0005]應(yīng)用時，采用高壓泵將該類催化體系用回注水預(yù)先稀釋至質(zhì)量濃度為0.01-1%，預(yù)先注入儲油層，然后注入250-300°C蒸汽，能夠?qū)崿F(xiàn)稠油凝點降低10°C以上、粘度降低70%以上。
[0006]操作工藝簡單，可以顯著降低稠油開采難度，利于現(xiàn)場推廣；該類催化體系不溶于原油，不會導(dǎo)致原油中金屬離子含量增加而加重原油加工過程中的處理難度，因而具有顯著地保護原油品質(zhì)的作用。
【具體實施方式】
[0007]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步描述。
[0008]實施例1
稠油熱裂解催化體系的制備，包括以下步驟:
第一步，攪拌下，在反應(yīng)釜中加入物質(zhì)的量比例為1: 1:1的取代酚類化合物、甲醛溶液、仲胺和上述三種化合物質(zhì)量5倍質(zhì)量的水，所述取代酚類化合物為4位為甲基取代的苯酚，所述甲醛溶液為工業(yè)級的35%甲醛溶液水溶液，所述仲胺為工業(yè)級的二乙醇胺，水為去離子水；
第二步，攪拌下，向反應(yīng)釜中滴加質(zhì)量濃度為20%的含有與取代苯酚等物質(zhì)量的過渡金屬鹽水溶液，過渡金屬鹽為化學(xué)純及以上純度，其陽離子為鉻離子，陰離子為甲酸根離子，水為去離子水；
第三步，將反應(yīng)釜擰緊后置于`恒溫箱中120°C，反應(yīng)5天后冷卻至室溫；
第四步，向上述溶液中加入與溶質(zhì)質(zhì)量比為1:10的甲醇和1:10的尿素，即得到稠油熱裂解催化體系，所述甲醇和尿素為工業(yè)級純度產(chǎn)品。
[0009]應(yīng)用時，采用高壓泵將該類催化體系用回注水預(yù)先稀釋至質(zhì)量濃度為1%，預(yù)先注入儲油層，然后注入250°C蒸汽，能夠?qū)崿F(xiàn)稠油凝點降低10°C以上、粘度降低70%以上。
[0010]實施例2
稠油熱裂解催化體系的制備，包括以下步驟:
第一步，攪拌下，在反應(yīng)釜中加入物質(zhì)的量比例為1: 1.2:1的取代酚類化合物、甲醛溶液、仲胺和上述三種化合物質(zhì)量8倍質(zhì)量的水，所述取代酚類化合物為4位為甲氧基取代的苯酚，所述甲醛溶液為工業(yè)級的30%甲醛溶液水溶液，所述仲胺為分析純的的二乙醇胺，水為工業(yè)自來水；
第二步，攪拌下，向反應(yīng)釜中滴加質(zhì)量濃度為10%的含有與取代苯酚等物質(zhì)量的過渡金屬鹽水溶液，過渡金屬鹽為化學(xué)純及以上純度，其陽離子為銅離子，陰離子為硫酸根離子，水為去離子水；
第三步，將反應(yīng)釜擰緊后置于恒溫箱中150°C，反應(yīng)3天后冷卻至室溫；
第四步，向上述溶液中加入與溶質(zhì)質(zhì)量比為1:20的甲醇和1:30的尿素，即得到稠油熱裂解催化體系，所述甲醇和尿素為工業(yè)級純度產(chǎn)品。
[0011]應(yīng)用時，采用高壓泵將該類催化體系用回注水預(yù)先稀釋至質(zhì)量濃度為0.5%，預(yù)先注入儲油層，然后注入280°C蒸汽，能夠?qū)崿F(xiàn)稠油凝點降低10°C以上、粘度降低70%以上。[0012]實施例3
稠油熱裂解催化體系的制備，包括以下步驟:
第一步，攪拌下，在反應(yīng)釜中加入物質(zhì)的量比例為1: 1.5:1.1的取代酚類化合物、含甲醛類化合物、仲胺和上述三種化合物質(zhì)量10倍質(zhì)量的水，所述取代酚類化合物為4位為乙基取代的苯酚，所述含甲醛類化合物為工業(yè)級的三聚甲醛，所述仲胺為工業(yè)級的哌嗪，水為去離子水；
第二步，攪拌下，向反應(yīng)釜中滴加質(zhì)量濃度為15%的含有與取代苯酚等物質(zhì)量的過渡金屬鹽水溶液，過渡金屬鹽為化學(xué)純及以上純度，其陽離子為鐵離子，陰離子為氯離子，水為蒸餾水；
第三步，將反應(yīng)釜擰緊后置于恒溫箱中150°C，反應(yīng)2天后冷卻至室溫；
第四步，向上述溶液中加入與溶質(zhì)質(zhì)量比為1:40的甲醇和1:20的尿素，即得到稠油熱裂解催化體系，所述甲醇和尿素為工業(yè)級純度產(chǎn)品。
[0013]應(yīng)用時，采用高壓泵將該類催化體系用回注水預(yù)先稀釋至質(zhì)量濃度為0.1%，預(yù)先注入儲油層，然后注入300°C蒸汽，能夠?qū)崿F(xiàn)稠油凝點降低10°C以上、粘度降低70%以上。
[0014]實施例4
稠油熱裂解催化體系的制備，包括以下步驟:
第一步，攪拌下，在反應(yīng)釜中加入物質(zhì)的量比例為1: 1:1的取代酚類化合物、含甲醛類化合物、仲胺和上述三種化合物質(zhì)量12倍質(zhì)量的水，所述取代酚類化合物為4位為叔丁基取代的苯酚，所述 含甲醛類化合物為化學(xué)純的三聚甲醛，所述仲胺為化學(xué)純的哌嗪，水為去離子水；
第二步，攪拌下，向反應(yīng)釜中滴加質(zhì)量濃度為20%的含有與取代苯酚等物質(zhì)量的過渡金屬鹽水溶液，過渡金屬鹽為化學(xué)純及以上純度，其陽離子為鈷離子，陰離子為硝酸根離子，水為蒸餾水；
第三步，將反應(yīng)釜擰緊后置于恒溫箱中120°C，反應(yīng)5天后冷卻至室溫；
第四步，向上述溶液中加入與溶質(zhì)質(zhì)量比為1:50的甲醇和1:30的尿素，即得到稠油熱裂解催化體系，所述甲醇和尿素為工業(yè)級純度產(chǎn)品。
[0015]應(yīng)用時，采用高壓泵將該類催化體系用回注水預(yù)先稀釋至質(zhì)量濃度為0.05%，預(yù)先注入儲油層，然后注入300°C蒸汽，能夠?qū)崿F(xiàn)稠油凝點降低10°C以上、粘度降低70%以上。
[0016]實施例5
稠油熱裂解催化體系的制備，包括以下步驟:
第一步，攪拌下，在反應(yīng)釜中加入物質(zhì)的量比例為1: 2:1.2的取代酚類化合物、含甲醛類化合物、仲胺和上述三種化合物質(zhì)量15倍質(zhì)量的水，所述取代酚類化合物為4位為氯取代的苯酚，所述含甲醛類化合物為工業(yè)級的多聚甲醛，所述仲胺為化學(xué)純的的嗎啡啉，水為去離子水；
第二步，攪拌下，向反應(yīng)釜中滴加質(zhì)量濃度為10%的含有與取代苯酚等物質(zhì)量的過渡金屬鹽水溶液，過渡金屬鹽為化學(xué)純及以上純度，其陽離子為鎳離子，陰離子為氯離子，水為去離子水；
第三步，將反應(yīng)釜擰緊后置于恒溫箱中150°c，反應(yīng)4天后冷卻至室溫；
第四步，向上述溶液中加入與溶質(zhì)質(zhì)量比為1:80的甲醇和1:70的尿素，即得到稠油熱裂解催化體系，所述甲醇和尿素為工業(yè)級純度產(chǎn)品。
[0017]應(yīng)用時，采用高壓泵將該類催化體系用回注水預(yù)先稀釋至質(zhì)量濃度為0.03%，預(yù)先注入儲油層，然后注入250°C蒸汽，能夠?qū)崿F(xiàn)稠油凝點降低10°C以上、粘度降低70%以上。
[0018]實施例6
稠油熱裂解催化體系的制備，包括以下步驟:
第一步，攪拌下，在反應(yīng)釜中加入物質(zhì)的量比例為1: 1:1的取代酚類化合物、含甲醛類化合物、仲胺和上述三種化合物質(zhì)量20倍質(zhì)量的水，所述取代酚類化合物為4位為溴取代的苯酚，所述含甲醛類化合物為分析純的多聚甲醛，所述仲胺為工業(yè)級的嗎啡啉，水為去工業(yè)自來水；
第二步，攪拌下，向反應(yīng)釜中滴加質(zhì)量濃度為15%的含有與取代苯酚等物質(zhì)量的過渡金屬鹽水溶液，過渡金屬鹽為化學(xué)純及以上純度，其陽離子為錳離子，陰離子為醋酸根離子，水為去離子水；
第三步，將反應(yīng)釜擰緊后置于恒溫箱中180°C，反應(yīng)I天后冷卻至室溫；
第四步，向上述溶液中加入與溶質(zhì)質(zhì)量比為1:100的甲醇和1:100的尿素，即得到稠油熱裂解催化體系，所述甲醇和尿素為工業(yè)級純度產(chǎn)品。
[0019]應(yīng)用時，采用高壓泵將該類催化體系用回注水預(yù)先稀釋至質(zhì)量濃度為0.01%，預(yù)先注入儲油層，然后 注入290°C蒸汽，能夠?qū)崿F(xiàn)稠油凝點降低10°C以上、粘度降低70%以上。
【權(quán)利要求】
1.稠油熱裂解催化體系的制備，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，攪拌下，在反應(yīng)釜中加入物質(zhì)的量比例為1: (1-2): (1-1.2)的取代酚類化合物、含甲醛類化合物或者溶液、仲胺和上述三種化合物質(zhì)量5-20倍質(zhì)量的水，所述取代酚類化合物為4位為甲基、乙基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、氯、溴、碘或硝基取代的苯酚，所述含甲醛類化合物或者溶液為工業(yè)級及以上純度的甲醛溶液水溶液、三聚甲醛或多聚甲醛，所述仲胺為工業(yè)級及以上純度的二乙醇胺、嗎啡啉、哌嗪，水為工業(yè)級及以上純度的水；第二步，攪拌下，向反應(yīng)釜中滴加質(zhì)量濃度為1-20%的含有與取代苯酚等物質(zhì)量的過渡金屬鹽水溶液，過渡金屬鹽為化學(xué)純及以上純度，其陽離子為鉻離子、錳離子、鐵離子、鈷離子、鎳離子、銅離子或鋅離子，其陰離子為氯離子、溴離子、硫酸根、硝酸根、磷酸根、甲酸根或乙酸根，水為工業(yè)級及以上純度的水； 第三步，將反應(yīng)釜擰緊后置于恒溫箱中120-180°C，反應(yīng)1-5天后冷卻至室溫； 第四步，向上述溶液中加入與溶質(zhì)質(zhì)量比為1:10-100的甲醇和1:10-100的尿素，即得到稠油熱裂解催化體系，所述甲醇和尿素為工業(yè)級及以上純度產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稠油熱裂解催化體系的制備，其特征在于:應(yīng)用時，采用高壓泵將該類催化體系用回注水預(yù)先稀釋至質(zhì)量濃度為0.01-1%，預(yù)先注入儲油層，然后注入250-300°C蒸汽，能夠?qū)崿F(xiàn)稠油凝點降低10°C以上、粘度降低70%以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稠油熱裂解催化體系的制備，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，攪拌下，在反應(yīng)釜中加入物質(zhì)的量比例為1: 1:1的取代酚類化合物、甲醛溶液、仲胺和上述三種化合物質(zhì)量5倍質(zhì)量的水，所述取代酚類化合物為4位為甲基取代的苯酚，所述甲醛溶液為工業(yè)級的35%甲醛溶液水溶液，所述仲胺為工業(yè)級的二乙醇胺，水為去離子水； 第二步，攪拌下，向反應(yīng)釜中滴加質(zhì)量濃度為20%的含有與取代苯酚等物質(zhì)量的過渡金屬鹽水溶液，過渡金屬鹽為化學(xué)純及以上純度，其陽離子為鉻離子，陰離子為甲酸根離子，水為去離子水；` 第三步，將反應(yīng)釜擰緊后置于恒溫箱中120°C，反應(yīng)5天后冷卻至室溫； 第四步，向上述溶液中加入與溶質(zhì)質(zhì)量比為1:10的甲醇和1:10的尿素，即得到稠油熱裂解催化體系，所述甲醇和尿素為工業(yè)級純度產(chǎn)品。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稠油熱裂解催化體系的制備，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，攪拌下，在反應(yīng)釜中加入物質(zhì)的量比例為1: 1.2:1的取代酚類化合物、甲醛溶液、仲胺和上述三種化合物質(zhì)量8倍質(zhì)量的水，所述取代酚類化合物為4位為甲氧基取代的苯酚，所述甲醛溶液為工業(yè)級的30%甲醛溶液水溶液，所述仲胺為分析純的的二乙醇胺，水為工業(yè)自來水； 第二步，攪拌下，向反應(yīng)釜中滴加質(zhì)量濃度為10%的含有與取代苯酚等物質(zhì)量的過渡金屬鹽水溶液，過渡金屬鹽為化學(xué)純及以上純度，其陽離子為銅離子，陰離子為硫酸根離子，水為去離子水； 第三步，將反應(yīng)釜擰緊后置于恒溫箱中150°C，反應(yīng)3天后冷卻至室溫； 第四步，向上述溶液中加入與溶質(zhì)質(zhì)量比為1:20的甲醇和1:30的尿素，即得到稠油熱裂解催化體系，所述甲醇和尿素為工業(yè)級純度產(chǎn)品。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稠油熱裂解催化體系的制備，其特征在于，包括以下步驟:第一步，攪拌下，在反應(yīng)釜中加入物質(zhì)的量比例為1: 1.5:1.1的取代酚類化合物、含甲醛類化合物、仲胺和上述三種化合物質(zhì)量10倍質(zhì)量的水，所述取代酚類化合物為4位為乙基取代的苯酚，所述含甲醛類化合物為工業(yè)級的三聚甲醛，所述仲胺為工業(yè)級的哌嗪，水為去離子水； 第二步，攪拌下，向反應(yīng)釜中滴加質(zhì)量濃度為15%的含有與取代苯酚等物質(zhì)量的過渡金屬鹽水溶液，過渡金屬鹽為化學(xué)純及以上純度，其陽離子為鐵離子，陰離子為氯離子，水為蒸餾水； 第三步，將反應(yīng)釜擰緊后置于恒溫箱中150°C，反應(yīng)2天后冷卻至室溫； 第四步，向上述溶液中加入與溶質(zhì)質(zhì)量比為1:40的甲醇和1:20的尿素，即得到稠油熱裂解催化體系，所述甲醇和尿素為工業(yè)級純度產(chǎn)品。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稠油熱裂解催化體系的制備，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，攪拌下，在反應(yīng)釜中加入物質(zhì)的量比例為1: 1:1的取代酚類化合物、含甲醛類化合物、仲胺和上述三種化合物質(zhì)量12倍質(zhì)量的水，所述取代酚類化合物為4位為叔丁基取代的苯酚，所述含甲醛類化合物為化學(xué)純的三聚甲醛，所述仲胺為化學(xué)純的哌嗪，水為去離子水； 第二步，攪拌下，向反應(yīng)釜中滴加質(zhì)量濃度為20%的含有與取代苯酚等物質(zhì)量的過渡金屬鹽水溶液，過渡金屬鹽為化學(xué)純及以上純度，其陽離子為鈷離子，陰離子為硝酸根離子，水為蒸餾水； 第三步，將反應(yīng)釜擰緊后置于恒溫箱中120°C，反應(yīng)5天后冷卻至室溫； 第四步，向上述溶液中加·入與溶質(zhì)質(zhì)量比為1:50的甲醇和1:30的尿素，即得到稠油熱裂解催化體系，所述甲醇和尿素為工業(yè)級純度產(chǎn)品。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稠油熱裂解催化體系的制備，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，攪拌下，在反應(yīng)釜中加入物質(zhì)的量比例為1: 2:1.2的取代酚類化合物、含甲醛類化合物、仲胺和上述三種化合物質(zhì)量15倍質(zhì)量的水，所述取代酚類化合物為4位為氯取代的苯酚，所述含甲醛類化合物為工業(yè)級的多聚甲醛，所述仲胺為化學(xué)純的的嗎啡啉，水為去離子水； 第二步，攪拌下，向反應(yīng)釜中滴加質(zhì)量濃度為10%的含有與取代苯酚等物質(zhì)量的過渡金屬鹽水溶液，過渡金屬鹽為化學(xué)純及以上純度，其陽離子為鎳離子，陰離子為氯離子，水為去離子水； 第三步，將反應(yīng)釜擰緊后置于恒溫箱中150°c，反應(yīng)4天后冷卻至室溫； 第四步，向上述溶液中加入與溶質(zhì)質(zhì)量比為1:80的甲醇和1:70的尿素，即得到稠油熱裂解催化體系，所述甲醇和尿素為工業(yè)級純度產(chǎn)品。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稠油熱裂解催化體系的制備，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，攪拌下，在反應(yīng)釜中加入物質(zhì)的量比例為1: 1:1的取代酚類化合物、含甲醛類化合物、仲胺和上述三種化合物質(zhì)量20倍質(zhì)量的水，所述取代酚類化合物為4位為溴取代的苯酚，所述含甲醛類化合物為分析純的多聚甲醛，所述仲胺為工業(yè)級的嗎啡啉，水為去工業(yè)自來水； 第二步，攪拌下，向反應(yīng)釜中滴加質(zhì)量濃度為15%的含有與取代苯酚等物質(zhì)量的過渡金屬鹽水溶液，過渡金屬鹽為化學(xué)純及以上純度，其陽離子為錳離子，陰離子為醋酸根離子，水為去離子水； 第三步，將反應(yīng)釜擰緊后置于恒溫箱中180°C，反應(yīng)I天后冷卻至室溫； 第四步，向上述溶液中加入與溶質(zhì)質(zhì)量比為1:100的甲醇和1:100的尿素，即得到稠油熱裂解催化體系，所述甲醇和尿素為`工業(yè)級純度產(chǎn)品。
【文檔編號】C09K8/592GK103849368SQ201410089226
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月12日
【發(fā)明者】陳剛, 張潔, 吳亞, 蘇慧君 申請人:西安石油大學(xué)