[发明专利]一种超声波强化稠油改质剂实现稠油地面改质及降粘的工艺方法

权利要求书

1.本发明一种超声波强化稠油改质剂实现稠油地面改质及降粘的工艺方法，将超声波和稠油改质剂(催化剂)有机的结合使用，从而使得稠油在较低温度和较低压力等无特定环境条件要求下实现地面改质，实现稠油的不可逆变改质以及改质降粘，在各应用场景条件下，将管道中的稠油通过对接口引入该工艺中，首先，经过加药预混处理，完成添加稠油改质剂以及混合搅拌均匀；其次，混合了改质剂的稠油，流经超声波稠油强化改质装置，完成稠油的不可逆变强化改质，在此阶段由于超声波在稠油中产生的机械效应、空化作用所引起的各种效应作用下，使稠油不断发生着空化泡的生长和破裂，稠油微粒之间发生猛烈的撞击，在空化泡破裂的瞬间形成局部高压并释放巨大能量，局部产生高压、高温和高速微射流现象，该作用和能量不仅可使部分稠油分子中的化学键直接瞬间发生断裂，还为改质剂催化裂解稠油反应提供了所需要的能量及高温、高压的微反应环境条件，促使稠油发生即时催化裂解断键重组反应，大分子链向小分子链转化，破坏了胶质、沥青质单元体之间的缔合结构，稠油里的沥青质和胶质中的碳硫、碳氧、碳氮键和有机碳环长分子链，被催化裂解成为小分子有机物，裂解后的油品饱和烃含量增加，沥青质含量减少，轻质组分增加，油品粘度大幅下降，实现了稠油的不可逆变改质以及改质降粘，实现了稠油在常温下具有流动性，提升了油品品质，大幅降低了稠油输送温度及炼化成本；最后，改质及改质降粘后的油品通过回流接口，回流至原工艺管道中；对于不限定应用场景及条件的应用以及实验性质的应用，其改质温度以能够使得该稠油具有流动性的温度为基础设定，反应压力为常压，优选改质温度为40℃-100℃；该工艺方法，不需要对原有工艺、技术路线、以及其现有的压力和温度特定环境条件做出任何改变，能够适应各种应用场景下的工艺环境条件要求，改质及改质降粘效果非常显著，大幅降低了稠油输送温度及炼化成本，节能降耗、降本增效明显，适应性强，应用广泛。

2.根据权利要求1所述的一种超声波强化稠油改质剂实现稠油地面改质及降粘的工艺方法，各应用场景包括自稠油开采井口至炼化的全过程任意某个节点，如开采井口、集输、储运、炼化全输送过程。

3.根据权利要求1所述的一种超声波强化稠油改质剂实现稠油地面改质及降粘的工艺方法，其各应用场景条件，是指稠油自开采井口至炼化的全过程任意某个节点的管线工艺环境条件，如输送压力、温度，任意节点均可接入该工艺方法，可依照应用场景的压力和温度工艺环境条件，设计成符合该应用场景的工艺技术设备。

4.根据权利要求1所述的一种超声波强化稠油改质剂实现稠油地面改质及降粘的工艺方法，其稠油改质剂，优先选用纳米金属基稠油改质催化剂，特别优选纳米铜基稠油改质剂，但不仅限于上述改质剂，还可选用其他能够实现稠油改质的改质剂或催化剂，以及能够实现稠油降粘的催化剂或化学药剂。

5.根据权利要求1所述的一种超声波强化稠油改质剂实现稠油地面改质及降粘的工艺方法，其对接口和回流接口，在工艺技术设备设计时，采用变径丝扣或法兰形式的固定硬连接或非固定软连接，结合应用场景条件优先设计选用。

6.根据权利要求1所述的一种超声波强化稠油改质剂实现稠油地面改质及降粘的工艺方法，其加药预混处理，在工艺技术设备设计时，优化参照稠油机械搅拌降粘设备工艺以及化学药剂添加装置工艺进行有机结合设计。

7.根据权利要求1所述的一种超声波强化稠油改质剂实现稠油地面改质及降粘的工艺方法，其超声波稠油强化改质装置，主要包括：强化改质反应釜、超声波发生器、超声波换能器、冷却系统、防爆及控制系统，优化选用一组或多组(两组及以上)超声波稠油强化改质装置，串联或并联结合使用，使得超声波强化改质的催化效率达到设计要求。