稠油水热裂解油溶性催化剂性能研究

合成的油溶性钴系和镍系催化剂作为稠油水热裂解反应的催化剂,具有良好的热稳定性,与表面活性剂石油磺酸盐和供氢剂甲苯复配,降粘重复性稳定。实验结果表明,反应温度180 ℃,油溶性催化剂体系投药量质量分数为0.4%时,可使中国石油辽河油田稠油降粘90%以上;现场试验表明,该催化剂体系有效降低稠油粘度,实验初期稠油的降粘率大于74%。     

超声波联合催化剂稠油降黏实验研究

以超声波联合催化剂作用于稠油,探讨了稠油的物理特性和化学组成,阐述了超声波联合催化剂的降黏机理,结合控制变量法自主开展了室内实验。分析了催化剂浓度、供氢剂浓度、化学剂类型和反应时间对重油分解和降黏的影响。研究表明,超声波联合催化剂稠油降黏参数的最佳组合为:超声波+催化剂+供氢剂协同作用,催化剂浓度为0.3%,供氢剂浓度为0.2%,反应时间为12h。加入供氢剂后,超声波-催化剂稠油降黏率提高了5%左右,证明超声波、催化剂和供氢剂具有协同效应。     

过渡金属催化降粘剂的性能研究

文章针对南阳油田稠油粘度高难以开采的实际问题,在热力开采稠油的基础上,进行了过渡金属催化降粘剂的性能研究。实验探讨了反应时间、碱加量、温度等因素对稠油粘度的影响以及表面活性剂的耐高温性能,从而确定催化剂辅剂及其用量。将合成的油溶性催化剂与碱/表面活性剂进行复配并加以评价,通过正交实验优选出主剂与辅剂的最佳配比,确定稠油水热催化剂HR组成。此外,还研究了反应条件(温度、催化剂加量)对稠油改质降粘的影响。     

稠油催化改质降粘的实验研究

制备了4种油溶性过渡金属石油酸盐催化剂,进行了室内稠油催化改质降黏实验,评选出了最优催化剂及其最佳反应条件。结果表明,在石油酸铁质量分数为0.12%、改质温度365℃、改质时间40 min的条件下,可使鲁克沁稠油黏度从17 460降至125 mPa·s,降黏率达99.28%。改质稠油饱和分增加了17.61%,胶质减少了18.55%,350、500℃以下馏分分别增加了9.82%、29.45%。改质油轻组分的增加便于稠油降黏和管输,降低了能耗。     

稠油催化改质技术研究

综述了注空气催化氧化和注水蒸汽水热裂解两种技术的降粘机理及国内外研究进展,通过对稠油催化改质、改变稠油的组分、降低沥青质和胶质总的相对分子量以实现降粘。其中空气催化氧化技术包括低温氧化和高温氧化两个主要过程:实现芳环破裂,大分子断裂。从水溶性催化剂、油溶性催化剂到微乳催化剂研究;水热裂解中水蒸汽和供氢剂的协同可使稠油中C-S、C-O、C-N键断裂更为充分,同时综述了水热裂解的现场应用和催化剂的进展。     

介孔ZrO_2-SiO_2的制备及催化稠油水热裂解性能

采用溶胶-凝胶法,吐温40为介孔碳源,制备出介孔ZrO_2-SiO_2催化剂。采用稠油的水热裂解反应评价了催化剂的降粘性能。结果表明,较合适的Zr/Si摩尔比为0.29,其对稠油的降粘率为78.3%。催化改质后,S含量明显降低,氢碳比(n_H/n_C)增加,说明稠油在催化剂的作用下应该发生了加氢裂解反应,导致部分C-S键断裂。     

含有吡啶基的油溶性稠油降黏剂合成与性能评价

以4-乙烯基吡啶、苯乙烯、马来酸酐和丙烯酸十八酯为单体,过氧化苯甲酰为引发剂,甲苯为溶剂,通过自由基聚合,制备了一种油溶性四元共聚物,该聚合物具有降低稠油黏度的作用。在常规油溶性降黏剂基础上引入吡啶基团,可以增强药剂拆散胶质、沥青质之间氢键、π-π作用和配位作用的能力。通过正交实验和单因素实验,考察了单体用量、甲苯用量、引发剂用量、反应温度、反应时间对于产物性能的影响,得到了最优的降黏剂聚合条件。以渤海油田的稠油为对象,评价了降黏剂的性能,结果表明,在w(降黏剂)=0.1%、测试温度为50℃,合成降黏剂的降黏率为82.9%,降黏性能优于现场用油溶性降黏剂(HYR);合成降黏剂在300℃老化12 h后的降黏率为76.9%,耐温性能较好;此外,合成降黏剂具有稳定的降黏性能。     

稠油乳化降粘剂研究现状及其发展趋势

稠油因其密度大、粘度高、流动性差而不能用常规方法开采。稠油开采的关键是降粘、降摩阻、改善流变性目。目前常用的稠油（包括特稠油和超稠油）降粘方法有：掺稀降粘、加热降粘、改质降粘及乳化降粘。掺稀降粘受到稀油来源的限制;加热降粘能耗大;改质降粘存在催化剂筛选困难的问题：     

纳米SiO2复合降粘剂的合成与性能评价

以丙烯酸十八酯、4-乙烯基吡啶、丙烯酰胺为单体与纳米SiO2接枝共聚，偶氮二异丁腈为引发剂，甲苯为反应溶剂，通过自由基聚合，制备了一种油溶性纳米复合共聚物，该纳米复合共聚物具有降低稠油粘度的作用。通过单因素试验，考察了单体配比、SiO2质量比、降粘剂用量、温度和剪切速率对降粘率的影响。以胜利油田的陈平稠油为对象，评价了降粘剂的性能。结果表明，在50 ℃，10 s-1测试条件下，降粘剂加量为700 mg/kg时，表观降粘率为69.1%，净降粘率为34.0%，降粘性能优于纳米SiO2和市售降粘剂EVA，表现出良好的降粘效果。     

稠油浅度热裂化降粘的影响因素研究

介绍一种稠油开采集输新工艺的影响因素。考察以水作供氢剂,不同含水率、不同反应时间、不同温度对稠油水热裂化降粘技术的影响。所用油样经过380℃,30 min水热裂化反应后,粘度大幅降低,油品质量得到显著改善。该工艺对稠油集输工艺的改进研究有着重要作用,既可以大幅降低稠油粘度,解决稠油运输的困难,又可以使得重质原油开采、运输的经济效益大幅提高,具有非常广阔的应用前景。     

催化剂对稠油水热裂解反应研究

以富含镍的矿石为原料,制备了五种催化剂,确定了最佳催化剂。在此基础上研究了催化剂对稠油水热裂解反应的催化作用。考察了在注蒸汽条件下反应温度和催化剂添加量对稠油的粘度和平均分子质量的影响。实验结果表明,在注入蒸汽的条件下,辽河稠油可以发生水热裂解反应,高温下催化剂对水热裂解反应具有催化作用。探讨了催化剂对稠油水热裂解反应的催化机理。     

催化氧化法在高黏度稠油降黏中的应用

催化氧化法降低高黏度稠油的黏度有利于油田井下高黏度稠油的开采。用催化剂催化过氧化氢分解,分解产生的热量和氧化剂分解原子氧使原油部分氧化产生二氧化碳和热量以及部分二氧化碳溶解在原油中放出的热量,使原油温度升高;剩余的二氧化碳对原油又产生了驱替作用,最终达到降低黏度、增加原油流动性和易于开采的目的。研究结果表明,以质量分数20%碘化钾溶液为催化剂,加入量为原油质量的1.8%,以含9%过氧化氢的双氧水为氧化剂,加入量为原油质量的5%,胜利油田提供的原油样品在反应时温度由50℃升高到68℃,黏度由18 000 mPa·s降至4 200 mPa·s,降黏率76.67%;以三价铁的络合物为催化剂,同样条件下,原油温度可升高12℃,反应延迟15 min。     

超声波处理对辽河油田稠油黏度的影响

采用变幅杆式声化学反应器进行了辽河稠油超声波降黏的实验研究,考察了超声反应时间、反应温度对辽河稠油降黏率的影响,分析了超声波对稠油降黏的可能机理。并考察了在超声作用下含水稠油与脱水稠油降黏率的关系,超声波作用对稠油C_7沥青质和甲苯不溶物的影响。确定了最优的反应条件,稠油经超声反应4.5 h,温度300℃,处理后50℃时降黏效果最佳,且C_7沥青质和甲苯不溶物含量均较低。     

注蒸汽条件下供氢催化改质稠油及其沥青质热分解性质

利用CWYF-Ⅰ型高压反应釜模拟热采条件下,以甲酸作为供氢体.以自制的油溶性有机镍盐为催化剂进行的稠油水热裂解反应.考察了供氢体的加入对催化水热裂解反应前后稠油黏度、族组成及硫含量的影响,并采用TG-DTA分析法对供氢催化改质反应前后稠油中沥青质的热转化行为进行了分析.结果表明,随着加入供氢体质量分数增加,供氢催化水热裂解后稠油降黏率增大,饱和烃、芳香烃含量增加,胶质,沥青质含量降低,同时硫含量下降.供氢催化水热裂解反应后的稠油中沥青质TG-DTA曲线分析表明,供氢催化水热裂解反应后稠油中沥青质失重量高于催化水热裂解反应前稠油中含有的沥青质的失重量.经过供氢催化水热裂解反应,稠油中沥青质的稳定性下降.     

稠油化学降黏实验研究

以塔河某稠油为样,在优化条件下进行降黏实验研究。试油40g,降黏剂WWS质量分数0.4%,碳酸钠质量分数0.2%,加水量20mL(矿化度5 000mg/L),实验温度65℃,搅拌下反应80min,稠油的黏度从65℃时的5 620mPa.s降至180mPa.s,降黏率达到96%以上,改善了稠油的流动性。     

稠油注空气催化氧化采油催化剂的制备与评价

注空气催化氧化采油技术是一项提高稠油采收率的创新技术,因其气源丰富、成本低,越来越受到人们关注。该文针对SZ36-1稠油,制备了5种油溶性催化氧化催化剂——过渡金属环烷酸盐,并加以筛选,得到环烷酸铜催化效果最佳。对稠油注空气催化氧化条件进行了初步评价。在催化剂用量为原油质量的0.2%,反应温度100℃,反应时间3 d的条件下,稠油酸值从3.96 mg KOH/g上升至13.50 mg KOH/g,黏度由2.004 Pa.s上升到11.48 Pa.s,尾气中φ(O2)由21.0%降至10.0%。向氧化油中分别加入氧化油质量1.2%的助剂SW-1和质量分数40%的水,保温50℃搅拌,生成大量表面活性剂,形成O/W乳化油,黏度最终降至0.067 Pa.s,总降黏率达到96.66%。     

微波辅助一步法制备氧化阳离子淀粉的研究

以木薯淀粉为原料,3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为阳离子醚化剂,自制碱性复合催化剂为醚化催化剂,双氧水为氧化剂,CuSO4为氧化催化剂,采用微波辅助一步法制备氧化阳离子淀粉。通过单因素实验研究醚化剂用量、碱性催化剂用量、氧化剂用量、CuSO4用量、反应温度和反应时间对粘度、取代度和反应效率的影响,并对工艺参数进行优化验证。结果表明,较佳的工艺条件为：淀粉用量200 g,醚化剂用量15 g,碱性催化剂与醚化剂摩尔比1.5,双氧水用量8 g,CuSO4用量0.09 g,反应温度90℃,反应时间18 min。在此条件下所得产品阳离子取代度（DS）为0.0414,醚化反应效率为92.87%,粘度为32.6 mPa·s（固含量12%,55℃）。本工艺制备的淀粉产品具有糊化温度低,糊液粘度低、稳定性高的特点。     

含环氧基团硅油的硅氢加成合成反应研究

以含氢硅油(PHMS)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为原料在铂催化剂的作用下,用硅氢加成反应合成了侧基含有环氧基团的硅油。利用红外光谱和核磁共振光谱对加成产物结构进行了表征。采用化学滴定法测定了未反应活泼氢的质量分数,从而确定了含氢硅油中活泼氢的转化率。讨论了反应温度、反应时间、催化剂用量及投料物质的量比等因素对转化率的影响。实验结果表明,含氢硅油中活泼氢的转化率随着温度的升高、时间的延长、催化剂用量和投料物质的量比的增加呈上升趋势,最终趋于平衡。确定了最佳反应条件:反应温度为100℃、反应时间为10 h、催化剂用量为单体(GMA)质量的0.020%、甲基丙烯酸缩水甘油酯与含氢硅油的物质的量比为1.2∶1.0。此时,活泼氢的转化率为62.5%。加成产物的红外光谱和核磁共振光谱结构表征证明,成功制得了含有环氧基团的硅油。