一种稠油降黏装置及采用该装置实现的稠油降黏方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及原油开采及输送领域。具体涉及一种用于原油/稠油/超稠油开采及输送过程中的低成本低能耗环保降黏装置。
【背景技术】
[0002]原油是国民经济中重要的能源物资，我国所产的部分原油特别是东北和华北原油均属于高黏、高凝的稠油和超稠油。长期以来，国内外对稠油开采和输送主要采取加热降黏、乳化降黏、掺稀降黏等方法。这些方法存在着能耗高、投资大、破坏油质、污染环境等弊端，因此稠油/超稠油的降黏开采和输送方法一直是油气储运科学研宄的热点。
[0003]新型的原油降黏方法有超声波、微波、电场、磁场、催化降黏法等。其中电场与磁场结合，既能对原油产生极化作用和电热效应，又有磁化效应，会产生较好的降黏效果。因此电磁场降黏方法得到了广泛的应用。催化降黏的原理实质是将稠油中的沥青质、胶质等大分子催化裂解成为小分子，达到降黏的目的。
[0004]磁性纳米材料，是纳米材料中的一种，一般指粒子尺寸在O-1OOnm之间的磁性材料。它们除了具有一般纳米材料特有的表面效应、量子尺寸效应、体积效应以外还呈现出一些独特优异的物理特性，比如超顺磁性、高饱和磁化强度、生物相容性、低毒性等，这些特性使磁性纳米材料在药物的革G向传递，细胞的磁性分离，酶的固定化，磁共振成像，以及高温磁热疗等生物医学领域具有广阔的应用前景。
[0005]磁热疗技术是新近发展起来的一种新型热疗手段，它是将Fe3O4等磁性纳米粒子输送至治疗区域，在外加交变磁场的作用下，磁性微粒因磁损耗而发热产生热疗的作用.由于其对肿瘤加热均匀，可实现组织内靶向热疗，同时也不受肿瘤体积和部位的影响，在热疗领域具有良好的应用前景，日益受到人们的重视。
[0006]纳米材料具有独特的物理性能和特定的化学性能，具有比表面积大、表面活性高等特点，显示出许多传统催化剂无法比拟的优异特性。此外纳米材料还表现出优良的电催化、磁催化等性能。由于纳米材料具有优良的性能，已经引起了世界各国材料学者和催化学者的极大重视与关注，己成为材料学科与新颖交叉学科研宄的热点，并取得了显著的突破与进展，作为新材料己被广泛地应用于石油、化工、能源、涂料、生物以及环境保护等许多领域，展现了宽广的应用前景。
【发明内容】
[0007]本发明是为了解决现有的稠油降黏装置降黏能耗高和油质破坏性大的问题。现提供一种稠油降黏装置及采用该装置实现的稠油降黏方法。
[0008]一种稠油降黏装置，它包括分散箱、磁场箱和吸收箱，
[0009]分散箱的上端设置有一开口为催化剂入口，分散箱的一侧面设置有开口为原油入口，分散箱的另一侧面与磁场箱的一侧面连通，
[0010]在磁场箱的外层缠绕有线圈，磁场箱的另一侧面与吸收箱的一侧面连通，[0011 ] 吸收箱的另一侧面设置有开口，该开口为稠油出口，吸收箱的上端设置有一开口为催化剂出口，用于排出催化剂，在催化剂出口的上端放置有永磁体，永磁体用于吸附从催化剂入口进入的催化剂。
[0012]本发明的有益效果为:本发明采用分散箱、磁场箱和吸收箱进行对原油的降黏，通过在催化剂入口和原油入口分别加入催化剂和原油，当催化剂和原油流入磁场箱，被磁场箱外层缠绕的通电线圈加热，当磁场区内的热量达到催化剂需要的温度后催化剂开始催化原油，使其原油黏度下降，降黏后的原油流入吸收箱，被位于吸收箱上端的永磁体吸附，从原油中分离催化剂粒子，使得催化剂粒子从催化剂出口吸出，降黏后的原油从稠油出口分离出来。该装置简单，降黏能耗低，并且只采用催化剂进行降黏，降黏后采用永磁体将催化剂粒子吸出来，没有破坏油质。它可应用于对原油降黏。
【附图说明】
[0013]图1为【具体实施方式】一所述的一种稠油降黏装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]1、【具体实施方式】一:参照图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种稠油降黏装置，它包括分散箱1、磁场箱2和吸收箱3，
[0015]分散箱I的上端设置有一开口为催化剂入口 5，分散箱I的一侧面设置有开口为原油入口 4，分散箱I的另一侧面与磁场箱2的一侧面连通，
[0016]在磁场箱2的外层缠绕有线圈6，磁场箱2的另一侧面与吸收箱3的一侧面连通，
[0017]吸收箱3的另一侧面设置有开口，该开口为稠油出口 9，吸收箱3的上端设置有一开口为催化剂出口 8，用于排出催化剂，在催化剂出口 8的上端放置有永磁体7，永磁体(7)用于吸附从催化剂入口 5进入的催化剂。
[0018]【具体实施方式】二:根据【具体实施方式】一所述的一种稠油降黏装置实现的稠油降黏方法，将原油从原油入口 4注入分散区1，同时将催化剂由催化剂入口 5注入进入分散区，当原油和催化剂均流入磁场区2时，当位于磁场区2外的线圈6中通电流时，会在磁场区2产生热量，当磁场区2内的热量达到催化剂需要的温度后催化剂开始催化原油，使其原油黏度下降，降黏后的原油流入吸收区3，被位于吸收区3上端的永磁体吸附，从原油中分离催化剂粒子，使得催化剂粒子从催化剂出口 8吸出，降黏后的原油从稠油出口 9分离出来。
[0019]具体实施例:
[0020]纳米磁流体负载催化剂降黏过程:将一定量的纳米磁流体加入原油管道中，受最外层包裹的亲油材料影响，磁流体会自行分散，随着原油的流动进入磁场区域。在线圈中通入一定频率和幅值的交变电流，即会在磁场区域的管道中形成交变磁场。磁流体粒子在交变磁场的作用下产生热量，首先外层的亲油温敏材料受热熔化，而后达到催化温度后催化剂催化裂解原油，使其黏度下降。在磁场区域，磁场也会对稠油产生磁化作用是其黏度下降。降黏后，在吸收区域中，磁性纳米粒子被一侧的永磁体吸附，从原油中分离出来，避免催化剂中的金属成分影响原油的特性。
[0021]【具体实施方式】三:根据【具体实施方式】二所述的一种稠油降黏装置实现的稠油降黏方法，催化剂采用磁性纳米催化剂。
[0022]本实施方式中，提供一种应用于稠油/超稠油的磁性纳米催化剂，该催化剂可由超顺磁性物质做核，涂敷隔离层后，外层包裹催化物质。亦可直接由铁磁性的催化物质构成。将磁性纳米催化剂混入稠油/超稠油中，利用电磁或永磁的方式在外界施加交变磁场或旋转磁场，磁性纳米催化剂在磁场中自发热，催化原油裂解降黏。同时，磁性纳米粒子的热效应和稠油降黏装置的磁效应亦可使原油降黏。
【主权项】
1.一种稠油降黏装置，其特征在于，它包括分散箱(1)、磁场箱(2)和吸收箱(3)， 分散箱(I)的上端设置有一开口为催化剂入口(5)，分散箱(I)的一侧面设置有开口为原油入口(4)，分散箱(I)的另一侧面与磁场箱(2)的一侧面连通， 在磁场箱(2)的外层缠绕有线圈(6)，磁场箱(2)的另一侧面与吸收箱(3)的一侧面连通， 吸收箱(3)的另一侧面设置有开口，该开口为稠油出口(9)，吸收箱(3)的上端设置有一开口为催化剂出口(8)，用于排出催化剂，在催化剂出口(8)的上端放置有永磁体(7)，永磁体(7)用于吸附从催化剂入口(5)进入的催化剂。
2.根据权利要求(I)中所述的一种稠油降黏装置实现的稠油降黏方法，其特征在于，将原油从原油入口(4)注入分散箱(I)，同时将催化剂由催化剂入口(5)注入进入分散区，当原油和催化剂均流入磁场箱⑵时，当位于磁场箱⑵外的线圈(6)中通电流时，会在磁场箱(2)产生热量，当磁场箱(2)内的热量达到催化剂需要的温度后催化剂开始催化原油，使其原油黏度下降，降黏后的原油流入吸收箱(3)，被位于吸收箱(3)上端的永磁体吸附，从原油中分离催化剂粒子，使得催化剂粒子从催化剂出口(8)吸出，降黏后的原油从稠油出口(9)分离出来。
3.根据权利要求2中所述的一种稠油降黏装置实现的稠油降黏方法，其特征在于，催化剂采用磁性纳米催化剂。
【专利摘要】一种稠油降黏装置及采用该装置实现的稠油降黏方法，涉及原油开采及输送领域。本发明是为了解决现有的稠油降黏装置降黏能耗高和油质破坏性大的问题。本发明所述的分散箱的上端设置有一开口为催化剂入口，分散箱的一侧面设置有开口为原油入口，分散箱的另一侧面与磁场箱的一侧面连通，在磁场箱的外层缠绕有线圈，磁场箱的另一侧面与吸收箱的一侧面连通，吸收箱的另一侧面设置有开口，该开口为稠油出口，吸收箱的上端设置有一开口为催化剂出口，用于排出催化剂，在催化剂出口的上端放置有永磁体，永磁体用于吸附从催化剂入口进入的催化剂。它可应用于对原油降黏。
【IPC分类】C10G53-02
【公开号】CN104531208
【申请号】CN201410853080
【发明人】陈磊, 郭喜明, 程树康, 郭斌
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月31日