专利名称：一种油溶性的稠油水热裂解催化降粘剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种油溶性的稠油水热裂解催化降粘剂的制备方法，属于石油开采化 学领域。
背景技术：
随着稠油开采量的不断增加，稠油的高粘度、高含量的胶质浙青质给其储存和运 输带来了极大的困难。于是，稠油输送技术的合理性、先进性和经济性直接影响原有生产综 合技术指标。传统的一些降粘方法都或多或少存在一些问题，不能满足生产的需要。加拿大科学家Hyne等人1983年最早提出了水热裂解反应的概念，他们发现油砂 中的稠油在高温水蒸气的作用下发生脱硫、脱氢、加氢、开环以及水煤气转换等一系列反 应，并将这些反应统称为水热裂解反应。
水热裂解催化降粘技术是通过向油层注入蒸汽和催化剂，借助于稠油与蒸汽之间发生 的化学反应，使稠油有效降解成为含碳数较少的轻质油，达到降粘的目的。因此与其他稠油 开采方法相比，它不仅使稠油更易于采出，而且还有如下独特而重要的优点①不可逆地降 低了稠油的粘度，从而大大改善了原油在地层孔隙中的渗流作用及其在集输管道中的流动 性，因而能显著提高采收率并方便常温条件下的集输；②轻质油小分子的生成有利于蒸汽 压升高，从而可增加油层能量，为后期采油创造了极有利的条件；③部分浙青质、胶质转化 成小分子会使稠油品质得到提高。国内外很多文献都提到水热裂解反应采用240°C或更高的温度，但由于注蒸汽过 程中的热量损失以及地层的非均质性，油层通常达不到这样的温度。另外，通常的催化剂 油溶性不好，使得催化剂不能和原油充分接触，影响催化效率，达不到好的降粘效果，特别 是在碱性条件下，作为催化剂的过渡金属离子容易沉淀。所以，需研制能在较低温度下催化 水热裂解反应的油溶性高效催化剂，同时又可以在不同的油藏环境下达到好的降粘效果 的体系。
发明内容
本发明的目的在于提供一种降粘效果好、普适性强且制备工艺简单的油溶性的稠 油水热裂解催化降粘剂的制备方法。为了实现上述目的，本发明的技术方案是一种油溶性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)原料的选取按没食子酸卤代烷烃有机溶剂无水碳酸盐浓度为2飞mol/L的碱 溶液无水甲醇镍盐=3 5g :5 IOml :10 100ml :8 15g :80 100ml :100ml :3 7g，选取没食 子酸、卤代烷烃、有机溶剂、无水碳酸盐、碱溶液、无水甲醇和镍盐原料，备用；
2)油溶性催化降粘剂的制备将没食子酸、卤代烷烃和无水碳酸盐分别加入圆底 烧瓶中，然后再加入有机溶剂，通入氮气，在5(T70°C的条件下加热搅拌回流12 24h ；将所 得产物过滤，并减压旋蒸后，得到透明的油状液体；然后把产物溶解在无水甲醇中，加入碱溶液，3(T50°C条件下回流池，对产物进行水解；减压旋蒸出甲醇，在溶液中缓慢滴加稀盐 酸至pH=7 8，然后再缓慢滴加镍盐溶液，搅拌充分反应后，过滤干燥，得到淡蓝色的粉末，即 为油溶性的催化降粘剂。所述的卤代烷烃为溴代正丁烷。所述的有机溶剂为丙酮或N，N- 二甲基甲酰胺。所述的无水碳酸盐为无水碳酸钾。所述的碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化锂溶液。所述的镍盐为氯化镍、硝酸镍或硫酸镍。应用将此油溶性的催化降粘剂、水和稠油置于高温高压反应釜，稠油水=7: 3 (质量比)，催化降粘剂加入量为0.05、. 2% (重量)，反应温度为18(T240°C，反应时间为 18 24h，反应后降粘率可达到92%以上。本发明的水热裂解催化降粘剂主要是在催化作用下，使稠油的胶质和浙青质发生 了裂解反应，C-S等化学键断裂，部分大分子的重质组分转化成了小分子的饱和烃、芳香烃， 同时稠油分子的聚集状态发生了一定程度的变化，生成小分子饱和烃和芳香烃的量增加， 浙青质和胶质中的杂原子减少，减弱了分子之间的相互作用力，氢碳原子比提高，稠油品质 得到一定程度的改善，稠油的粘度进一步减低。此外，本发明的催化降粘剂是油溶性的，可 以和原油充分接触，具有较高的降粘率，不仅适用于注汽温度高的油井地层降粘，而且在相 对较低的温度条件下也有很好的效果，同时又可以在不同的油藏环境下达到好的降粘效
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具体实施例方式为了更好的理解本发明，以下结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的 内容不仅仅局限于下面的实施例。实施例1
一种油溶性的稠油水热裂解催化降粘剂的制备方法，它包括以下步骤
1)原料的选取按没食子酸卤代烷烃有机溶剂无水碳酸盐浓度为4mol/L的碱溶 液无水甲醇镍盐=3g :8ml :60ml :10g :90ml :100ml :4g，选取没食子酸、商代烷烃、有机溶 剂、无水碳酸盐、碱溶液和镍盐原料，备用；所述的卤代烷烃为溴代正丁烷，所述的有机溶剂 为丙酮，所述的无水碳酸盐为无水碳酸钾，所述的碱溶液为氢氧化钠溶液，所述的镍盐为氯 化镍；
2)油溶性催化降粘剂的制备将没食子酸、卤代烷烃和无水碳酸盐分别加入圆底烧瓶 中，然后再加入有机溶剂，通入氮气，在50°C的条件下加热搅拌回流24h ；将所得产物过滤， 并减压旋蒸后，得到透明的油状液体；然后把产物溶解在无水甲醇中，加入碱溶液，50°C条 件下加热回流池，对产物进行水解；减压旋蒸出甲醇，在溶液中缓慢滴加稀盐酸至pH=7 8， 然后再缓慢滴加镍盐溶液，搅拌充分反应后，过滤干燥，得到淡蓝色的粉末，即为油溶性的 催化降粘剂。应用将70g稠油和30g水加入高温高压反应釜，然后再加入油溶性的催化降粘剂 0. 08g，反应温度为200°C，反应时间为20h，反应后降粘率可达到93. 4%。实施例2:一种油溶性的稠油水热裂解催化降粘剂的制备方法，它包括以下步骤
1)原料的选取按没食子酸商代烷烃有机溶剂无水碳酸盐浓度为3mol/L的碱溶 液无水甲醇镍盐=4g :9ml :80ml :12g :80ml :100ml :5g，选取没食子酸、商代烷烃、有机溶 剂、无水碳酸盐、碱溶液和镍盐原料，备用；所述的卤代烷烃为溴代正丁烷，所述的有机溶剂 为丙酮，所述的无水碳酸盐为无水碳酸钾，所述的碱溶液为氢氧化锂溶液，所述的镍盐为硝 酸镍；
2)油溶性催化降粘剂的制备将没食子酸、卤代烷烃和无水碳酸盐分别加入圆底烧瓶 中，然后再加入有机溶剂，通入氮气，在60°C的条件下加热搅拌回流20h ；将所得产物过滤， 并减压旋蒸后，得到透明的油状液体；然后把产物溶解在无水甲醇中，加入碱溶液，30°C条 件下搅拌反应池，对产物进行水解；减压旋蒸出甲醇，在溶液中缓慢滴加稀盐酸至pH=7 8， 然后再缓慢滴加镍盐溶液，搅拌充分反应后，过滤干燥，得到淡蓝色的粉末，即为油溶性的 催化降粘剂。实施例3:
一种油溶性的稠油水热裂解催化降粘剂的制备方法，它包括以下步骤
1)原料的选取按没食子酸商代烷烃有机溶剂无水碳酸盐浓度为3mol/L的碱溶 液无水甲醇镍盐=5g :10ml :10ml :8g :80ml :100ml :7g，选取没食子酸、商代烷烃、有机溶 剂、无水碳酸盐、碱溶液和镍盐原料，备用；所述的卤代烷烃为溴代正丁烷，所述的有机溶剂 为N，N-二甲基甲酰胺，所述的无水碳酸盐为无水碳酸钾，所述的碱溶液为氢氧化锂溶液， 所述的镍盐为硫酸镍；
2)油溶性催化降粘剂的制备将没食子酸、卤代烷烃和无水碳酸盐分别加入圆底烧瓶 中，然后再加入有机溶剂，通入氮气，在65°C的条件下加热搅拌回流15h ；将所得产物过滤， 并减压旋蒸后，得到透明的油状液体；然后把产物溶解在无水甲醇中，加入碱溶液，40°C条 件下搅拌反应池，对产物进行水解；减压旋蒸出甲醇，在溶液中缓慢滴加稀盐酸至pH=7 8， 然后再缓慢滴加镍盐溶液，搅拌充分反应后，过滤干燥，得到淡蓝色的粉末，即为油溶性的 催化降粘剂。最后所应说明的是以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参 照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本 发明进行修改或等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应 涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种油溶性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)原料的选取按没食子酸商代烷烃有机溶剂无水碳酸盐浓度为2飞mol/L的碱溶液无水甲醇镍盐=3 5g :5 IOml :10 100ml :8 15g :80 100ml :100ml :3 7g，选取没食 子酸、卤代烷烃、有机溶剂、无水碳酸盐、碱溶液、无水甲醇和镍盐原料，备用；2)油溶性催化降粘剂的制备将没食子酸、卤代烷烃和无水碳酸盐分别加入圆底烧 瓶中，然后再加入有机溶剂，通入氮气，在5(T70°C的条件下加热搅拌回流12 24h ；将所得 产物过滤，并减压旋蒸后，得到透明的油状液体；然后把产物溶解在无水甲醇中，加入碱溶 液，3(T50°C条件下回流池，对产物进行水解；减压旋蒸出甲醇，在溶液中缓慢滴加稀盐酸 至pH=7 8，然后再缓慢滴加镍盐溶液，搅拌充分反应后，过滤干燥，得到淡蓝色的粉末，即为 油溶性的催化降粘剂。
2.根据权利要求1所述的用于稠油水热裂解开采的油溶性催化降粘剂的制备方法， 其特征在于所述的卤代烷烃为溴代正丁烷。
3.根据权利要求1所述的用于稠油水热裂解开采的油溶性催化降粘剂的制备方 法，其特征在于所述的有机溶剂为丙酮或N，N-二甲基甲酰胺。
4.根据权利要求1所述的用于稠油水热裂解开采的油溶性催化降粘剂的制备方 法，其特征在于所述的无水碳酸盐为无水碳酸钾。
5.根据权利要求1所述的用于稠油水热裂解开采的油溶性催化降粘剂的制备方 法，其特征在于所述的碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化锂溶液。
6.根据权利要求1所述的用于稠油水热裂解开采的油溶性催化降粘剂的制备方法，其 特征在于所述的镍盐为氯化镍、硝酸镍或硫酸镍。
全文摘要
本发明涉及一种油溶性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)原料按如下比例选取按没食子酸∶卤代烷烃∶有机溶剂∶无水碳酸盐∶浓度为2~5mol/L的碱溶液∶无水甲醇∶镍盐=3~5g∶5~10ml∶10~100ml∶8~15g∶80~100ml∶100ml∶3~7g，备用；2)油溶性催化降粘剂的制备将没食子酸、卤代烷烃和无水碳酸盐分别加入圆底烧瓶中，然后再加入有机溶剂，通入氮气，在50~70℃的条件下加热搅拌回流12~24h；将所得产物过滤，并减压旋蒸后，得到透明的油状液体；然后把产物溶解在无水甲醇中，加入碱溶液，30~50℃条件下回流3h，对产物进行水解；减压旋蒸出甲醇，在溶液中缓慢滴加稀盐酸至pH=7~8，然后再缓慢滴加镍盐溶液，搅拌充分反应后，过滤干燥，得到淡蓝色的粉末，即为油溶性的催化降粘剂。本发明具有降粘效果好、普适性强且制备工艺简单的特点。
文档编号C09K8/592GK102093869SQ20111000163
公开日2011年6月15日 申请日期2011年1月6日 优先权日2011年1月6日
发明者杨勇, 梁欣, 相明辉, 陈启华 申请人:上海大学