专利名称：一种稠油水热催化改质降粘的方法
技术领域：
本发明涉及ー种稠油水热催化改质降粘的方法。
背景技术：
随着油田的不断开发，稀油资源不断減少。稠油资源虽丰富，但开发利用困难，主要是因为稠油组成复杂、重质组分含量高、粘度大、流动性差，导致开采、集输和加工困难。在我国，稠油是指油层温度下粘度大于50mPa. s的原油，依照粘度可将稠油进ー步划分为普通稠油(50 IOOOOmPa. s)、特稠油(10000 50000mPa. s)、超稠油(50000mPa. s 以上)。提高稠油采收率、解决集输问题的关键是降低稠油的粘度，为此人们研发了一系列的稠油降粘技术，主要有惨稀降粘、热カ降粘、化学剂降粘、微生物降粘、超声波降粘、水热"[隹化裂解降粘等。 水热催化裂解降粘是在水热催化条件下，使稠油中一些键能较弱的化学键发生断裂，促使稠油重质组分向轻质组分转化，从而降低稠油的分子量，减弱稠油分子间的作用力，实现稠油的改质降粘。水热催化裂解降粘可以在油藏中实现，通过向油层中注入水蒸汽和催化剂，可以利用油藏地层多孔和大比表面的天然条件，使油水充分接触，提高反应速度和米收率。水热催化裂解的反应温度一般在200°C 300°C之间，反应温度大于300°C时，无论水是否存在，稠油都会发生热裂解反应；反应温度小于200°C时，会有一部分芳香烃转化成胶质和浙青质。樊泽霞等研究了胜利单家寺稠油的供氢水热裂解反应(《超稠油供氢水热裂解改质降粘研究》，燃料化学学报，2006，34 (3) :315 318)，发现在反应温度250°C、反应时间24h的情况下，加入0. 1%硫酸镍作为催化剂、5% 10%的四氢萘作为供氢剂，可使稠油降粘率达70%以上。刘永建等以甲酸为供氢体、以油溶性有机镍盐为催化剂，研究了辽河稠油的水热裂解反应(《稠油的甲酸供氢催化水热裂解改质实验研究》，油田化学，2008，25(2)133-136)，发现在反应温度280°C、反应时间24h的情况下，加入0. 1%催化剂和1% 7%的甲酸，可使稠油降粘率达到69. 16% 87. 02%。当前，稠油水热催化裂解降粘技术的研究重点之一是开发高效经济、反应条件温和、适用性广的催化反应体系。
发明内容
—种稠油水热催化改质降粘的方法，包括在水、催化剂和助剂的存在下，将稠油在120 300°C下反应，所述的助剂为C5 Cltl酮和C5 Cltl酯中的ー种或几种。所述的催化剂为现有技术中用于稠油水热催化改质降粘或稠油水热催化裂解降粘的催化剂，优选为V B族、VIB族和VIII族金属盐中的ー种或几种，更优选为V B族、VIB族和VIII族金属的硫酸盐、硝酸盐、羧酸盐和こ酰丙酮盐中的ー种或几种，进一歩优选为钥、铁、镍、钴和钒的硫酸盐、硝酸盐、羧酸盐和こ酰丙酮盐中的ー种或几种。
以稠油的质量为基准，催化剂的用量优选为0. 02 0. 5wt%，更优选为0. 05
0.30wt%。以稠油的质量为基准，加水量优选为5 50wt%，更优选为10 40wt%。所用助剂优选为C5 Cltl的1，3_ ニ酮和C5 Cltl的P -羰基酸酯中的一种或几种，更优选为2，4_己ニ酮、こ酰丙酮、こ酰こ酸こ酯和丙ニ酸ニこ酯中的ー种或几种。以稠油的质量为基准，助剂的用量优选为0. 3 3. 0%，更优选为0. 5 2. 0%。反应温度优选为120 < 200°C，更优选为160 < 200°C。 反应时间优选为I 48h,更优选为6 36h。与现有技术相比，本发明具有以下优点。I.本发明可以显著降低稠油的粘度，使其能够满足开采和/或集输的要求。2.本发明使用了更加经济有效的供氢催化体系，降低了成本。3.本发明的适用性更广，可以用于不同油田、不同粘度范围的稠油。4.本发明降低了稠油密度，使稠油重质组分向轻质组分转化，減少了杂原子含量，改善了稠油的品质。
具体实施例方式下面通过实施例进ー步阐述本发明。实施例I在高压釜内，按照质量比5 I的比例加入某油田稠油(50°C粘度为11690mPa. s)与水，同时加入稠油质量0. 15wt%的催化剂硝酸钴和I. 5wt%的2，4-己ニ酮，在300で下反应24h后，静置冷却至室温，进行油水分离，取油样并测得其50°C粘度为2083mPa.s，浙青质含量下降3. 8。对比例I 在高压釜内，按照质量比5 I的比例加入某油田稠油(50°C粘度为11690mPa. s)与水，同时加入稠油质量0. 15wt%的催化剂硝酸钴，在300°C下反应24h后，静置冷却至室温，进行油水分离，取油样并测得其50°C粘度为；4862mPa. s，浙青质含量下降2. 1%。实施例2在高压釜内，按照质量比10 I的比例加入某油田稠油(50°C粘度为2755mPa. s)与水，同时加入稠油质量0. lwt%的催化剂醋酸镍和I. 0wt%的こ酰丙酮,在120 °C下反应48h后，静置冷却至室温，进行油水分离，取油样并测得其50°C粘度为841mPa. s，浙青质含量下降2. 2%。实施例3在高压釜内，按照质量比10 3的比例加入某油田稠油(50°C粘度为25930mPa.s)与水，同时加入稠油质量0. 05wt %的催化剂硫酸氧钥;和3. Owt %的こ酰こ酸こ酷，在240°C下反应18h后，静置冷却至室温，进行油水分离，取油样并测得其50°C粘度为4633mPa. s,浙青质含量下降4. 0%。实施例4在高压釜内，按照质量比2 I的比例加入某油田稠油(50°C粘度为7220mPa. s)与水，同时加入稠油质量0. 50wt%的催化剂こ酰丙酮钥和0. 3wt%的环己酮,在160°C下反应36h后，静置冷却至室温，进行油水分离，取油样并测得其50°C粘度为1789mPa. s，浙青质含量下降3. 3。实施例5在高压釜内，按照质量比5 2的比例加入某油田稠油(50°C粘度为15440mPa.s)与水，同时加入稠油质量0. 2wt%的催化剂こ酰丙酮镍和2. Owt %的丙ニ酸ニこ酷，在200°C下反应30h后，静置冷却至室温，进行油水分离，取油样并测得其50°C粘度为3090mPa. s,浙青质含量下降3. 5%。实施例6在高压釜内，按照质量比10 3的比例加入某油田稠油(50°C粘度为58750mPa.s)与水，同时加入稠油质量0. 3wt%的催化剂硫酸亚铁和I. 0wt%的甲基环己酮,在280°C下反应12h后，静置冷却至室温，进行油水分离，取油样并测得其50°C粘度为8910mPa.s，浙青质含量下降4. 2%。权利要求
1.一种稠油水热催化改质降粘的方法，包括在水、催化剂和助剂的存在下，将稠油在120 300°C下反应，所述的助剂为C5 Cltl酮和C5 Cltl酯中的ー种或几种。
2.按照权利要求I所述的方法，其特征在于，所述的催化剂为VB族、VIB族和VIII族金属盐中的ー种或几种。
3.按照权利要求2所述的方法， 其特征在于，所述的催化剂为VB族、VIB族和VIII族金属的硫酸盐、硝酸盐、羧酸盐和こ酰丙酮盐中的ー种或几种.
4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的催化剂为钥、铁、镍、钴和钒的硫酸盐、硝酸盐、羧酸盐和こ 酰丙酮盐中的ー种或几种。
5.按照权利要求I所述的方法，其特征在干，以稠油的质量为基准，催化剂的用量为0. 02 0. 50wt %。
6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，以稠油的质量为基准，催化剂的用量为0. 05 0. 30wt %。
7.按照权利要求I所述的方法，其特征在干，以稠油的质量为基准，加水量为5 50wt % o
8.按照权利要求7所述的方法，其特征在干，以稠油的质量为基准，加水量为10 40wt %。
9.按照权利要求I所述的方法，其特征在于，所用助剂为C5 Cltl的I，3-ニ酮和C5 C10的P -羰基酸酯中的ー种或几种。
10.按照权利要求I所述的方法，其特征在于，所用助剂为2，4-己ニ酮、こ酰丙酮、こ酰こ酸こ酯和丙ニ酸ニこ酯中的ー种或几种。
11.按照权利要求I所述的方法，其特征在于，以稠油的质量为基准，助剂的用量为0. 3 3. 0%。
12.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，以稠油的质量为基准，助剂的用量为0. 5 2. 0%。
13.按照权利要求I所述的方法，其特征在于，反应温度为120 <200°C。
14.按照权利要求13所述的方法，其特征在于，反应温度为160 <200°C。
全文摘要
本发明涉及一种稠油水热催化改质降粘的方法，包括在水、催化剂和助剂的存在下，将稠油在120～300℃下反应，所述的助剂为C5～C10酮和C5～C10酯中的一种或几种。本发明的方法可以显著降低稠油的粘度，同时降低了稠油密度，使稠油重质组分向轻质组分转化，减少了杂原子含量，改善了稠油的品质。
文档编号C09K8/592GK102653675SQ20111005090
公开日2012年9月5日 申请日期2011年3月3日 优先权日2011年3月3日
发明者李本高, 秦冰, 雷斌, 黄娟 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院