[发明专利]一种改质降粘催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改质降粘催化剂及其制备方法。

背景技术

我国稠油资源丰富。据统计，我国已先后在12个盆地发现了70多个稠油油田，建立了5大开发生产区，产量已占全国石油总产量的10%，稠油在我国能源结构中正扮演着越来越重要的角色。但是稠油分子结构复杂，重组分含量高，粘度高，其开采迄今仍是世界难题，以至于很多稠油资源难以开发。

稠油井下改质降粘技术是在稠油蒸汽吞吐基础上衍生出来的一种新技术。与其他稠油开采技术相比，井下改质降粘技术可以将稠油中的部分重组分裂解成小分子，不可逆的降低原油的粘度，提高了稠油的品质。该技术适用范围广，对目前蒸汽吞吐技术难以开采的特超稠油资源都有较好的效果，该技术关键是催化裂解降粘催化剂的研制。

目前报道的井下改质降粘催化剂普遍采用的都是石油环烷酸和脂肪酸的过渡金属盐。脂肪酸过渡金属盐的制备包括脂肪酸的制备和脂肪酸过渡金属盐的制备，脂肪酸的制备工艺包括氧化-皂化-分离-酸化-蒸馏，脂肪酸过渡金属盐的制备工艺包括皂化-复分解反应-分离-干燥。上述脂肪酸的制备和脂肪酸过渡金属盐的制备是分开独立操作的，生产工艺不能连续操作，中间环节以及后续的分离操作复杂，而且还会产生大量的废水。

发明内容

本发明的目的是提供一种改质降粘催化剂及其制备方法，本发明提供的改质降粘催化剂为一种催化活性高、油溶性好、耐温性能好的降粘催化剂，可用于催化稠油井下改质降粘，从而提高稠油采收率。

本发明所提供的一种改质降粘催化剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）在空气气氛中，石油馏分油和过渡金属无机盐进行反应；

（2）步骤（1）中所述反应完全后，向所述反应的反应体系中加入氢氧化钠或氢氧化钾继续反应，反应完毕后即得所述改质降粘催化剂。

上述的制备方法中，所述石油馏分油可为煤油、柴油、减一线馏分油、减二线馏分油、减三线馏分油和减四线馏分油中至少一种；

所述减一线馏分油的馏程为210～340℃；所述减二线馏分油的馏程为280～360℃；所述减三线馏分油的馏程为360～430℃，所述减四线馏分油的馏程为420～500℃。

上述的制备方法中，所述过渡金属无机盐可为硫酸铁、硫酸锰、硫酸锌、硫酸铜、硫酸钴、硫酸钒、硫酸钼和硫酸镍中至少一种。

上述的制备方法中，步骤（1）中，所述石油馏分油与所述过渡金属无机盐质量比可为10：1～2，具体可为10：1.5～2、10：1.5、10：1.6、10：1.7、10：1.8、10：1.9或10：2。

上述的制备方法中，步骤（1）中，所述反应的温度可为150～250℃，具体可为150℃、200℃或250℃，压力可为0.5～2MPa，具体可为0.5～1.5MPa、0.5MPa、1.0MPa、1.5MPa或2MPa，时间为12～36h，具体可为12～24h、12h、16h、18h、24h或36h。

上述的制备方法中，步骤（2）中，所述氢氧化钠或氢氧化钾的加入量可为所述石油馏分油质量的10%～15%，具体可为10%、12%或15%。

上述的制备方法中，步骤（2）中，所述反应的温度可为150～250℃，具体可为150℃、200℃或250℃，时间可为1～2h，具体可为2h。

上述的制备方法中，步骤（2）中，在所述反应完毕后，所述方法还包括将所述改质降粘催化剂进行冷却的步骤。

上述的制备方法中，所述冷却的温度可为50～90℃，具体可为50℃、60℃、70℃或90℃。

本发明还进一步提供了由上述方法制备得到的改质降粘催化剂，本发明的改质降粘催化剂具有较好的耐温耐盐性能、普适性，且价格便宜。

本发明具有如下有益效果：

（1）本发明的制备方法只包括氧化-皂化两步：将石油馏分的氧化工艺和改质催化剂制备工艺有机的结合起来，大大减少了中间环节及后续的分离过程；

（2）本发明的制备方法，利用过渡金属盐催化石油馏分空气氧化生成石油羧酸盐，过渡金属盐首先作为石油馏分的氧化催化剂；加入氢氧化钠后生成过渡金属的氢氧化物，再与石油羧酸反应生成改质降粘催化剂，过渡金属盐同时又是目标产品（催化剂）的反应物；因此本发明的制备方法中不需要加入额外的催化剂，氧化生成的脂肪酸和未氧化的馏分油也不需要分离，未氧化的馏分油直接可以作为催化剂的溶剂；

（3）本发明的制备方法中只需要加入一次物料（碱），并且生产过程在相同的温度压力下操作，工艺过程简单，可以连续操作，容易控制，工艺和成本上都优于目前的催化剂制备方法；