用于稠油水热降黏纳米催化剂的制备方法技术

本发明专利技术属纳米型催化剂的制备领域，尤其涉及用于稠油水热降黏纳米催化剂的制备方法，系将油酸钠、无水乙醇、蒸馏水、正己烷混合加入三口烧瓶后依次分别向三口烧瓶中加入氯化铁、六水合氯化钴或二水合氯化铜，在90℃回流4h，反应结束冷却至室温后，用分液漏斗获取上层油状液，依次分别制得棕红色油酸铁、粉红色油酸钴或蓝色油酸铜溶液；先用AEO9、蒸馏水、甲基环己烷及正辛醇经剧烈搅拌制得微乳液，然后加入Na2S溶液搅拌，最后在剧烈搅拌的条件下依次分别滴加棕红色油酸铁、粉红色油酸钴或蓝色油酸铜，直至发现溶液出现黑色。本发明专利技术催化剂具有纳米尺寸，且制备工艺简单，原料易得，可显著的降黏效果等特点。

Preparation of nano-catalysts for hydrothermal viscosity reduction of heavy oil

The invention belongs to the field of preparation of nano-catalyst, especially relates to the preparation method of nano-catalyst for hydrothermal viscosity reduction of heavy oil. Sodium oleate, anhydrous ethanol, distilled water and n-hexane are mixed into three flasks, and then iron chloride, cobalt chloride hexahydrate or copper chloride dihydrate are added into three flasks in turn. The reaction is refluxed at 90 (?) C for 4 hours, cooled to room temperature, and separated into liquid. The funnel obtained the upper layer oil, and then made brown red oleic acid iron, pink cobalt oleate or blue oleic acid copper solution. First, the microemulsion was first stirred up by AEO9, distilled water, methyl cyclohexane and n-octanol, and then stirred with Na2S solution. Finally, under the condition of vigorous stirring, brown red oleic acid iron, cobalt oleic acid or blue oleic acid copper were added in order. The solution was found to be black. The catalyst has the characteristics of nanometer size, simple preparation process, easy availability of raw materials and remarkable viscosity reduction effect.

【技术实现步骤摘要】
用于稠油水热降黏纳米催化剂的制备方法
本专利技术属纳米型催化剂的制备领域，尤其涉及用于稠油水热降黏纳米催化剂的制备方法。
技术介绍
随着原油消耗量的日益增大，低黏易采原油的储量日益减少。我国稠油储量排在世界前列，因此对稠油的有效开发具有保障我国的能源安全、提高资源利用率、为社会发展提供动力等现实意义。但因稠油黏度大、流动难，给稠油的开采造成极大的困难。现有的开采技术有：利用稠油的热敏性开发的热采法，如火烧油层法、蒸汽热采法等；给稠油施加动力的放置潜油泵、螺杆泵等方法；利用油田微生物代谢降黏法；添加乳化剂法和化学降黏法等。其中化学降黏法是基于将热采法实现的，储油壳具有类似反应釜的结构，热采法提供热源，添加合适的催化剂就能实现稠油发生化学反应而降黏。学者研究发现稠油水热裂解降黏过程中，在催化剂的作用下稠油中胶质和沥青质等大分子发生C-S、C-N、C-O等键的断裂及水煤气产氢反应，因此化学降黏法的重点在于降黏剂的研制与筛选。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术不足之处而提供一种操作条件温和，成本低，目的产物比表面积大、催化活性高，易分散，稠油水热裂解降黏率高的用于稠油水热降黏纳米催化剂的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的：一种用于稠油水热降黏纳米催化剂的制备方法，可按如下步骤实施：（1）油酸盐的制备将油酸钠、无水乙醇、蒸馏水、正己烷混合加入三口烧瓶后依次分别向三口烧瓶中加入氯化铁、六水合氯化钴或二水合氯化铜，在90℃回流4h，反应结束冷却至室温后，用分液漏斗获取上层油状液，依次分别制得棕红色油酸铁、粉红色油酸钴或蓝色油酸铜溶液；（2）纳米催化剂的制备先用AEO9、蒸馏水、甲基环己烷及正辛醇经剧烈搅拌制得微乳液，然后加入Na2S溶液搅拌，最后在剧烈搅拌的条件下依次分别滴加所述步骤（1）制得的棕红色油酸铁、粉红色油酸钴或蓝色油酸，直至发现溶液变黑色。作为一种优选方案，本专利技术所述步骤（2）中，AEO9、蒸馏水、甲基环己烷及正辛醇的质量比依次为5：50：250：1。进一步地，本专利技术所述步骤（1）中，油酸钠、无水乙醇、蒸馏水、正己烷及氯化铁的质量比依次为3～4:28～24:13.5～18:32～40:1。进一步地，本专利技术所述步骤（2）中，所述Na2S与油酸铁的质量比为4:2。作为另一种优选方案，本专利技术所述步骤（1）中，油酸钠、无水乙醇、蒸馏水、正己烷及六水合氯化钴的质量比依次为3:18:13.5:32:1。进一步地，本专利技术所述步骤（2）中，所述Na2S与油酸钴的质量比为2:1。作为第三种优选方案，本专利技术所述步骤（1）中，油酸钠、无水乙醇、蒸馏水、正己烷及二水合氯化铜的质量比依次为3:18:13.5:32:1。进一步地，本专利技术所述步骤（2）中，所述Na2S与油酸铜的质量比为2:1。本专利技术合成了一系列不同金属纳米型稠油水热裂解降黏催化剂，该催化剂的制备极大程度提高了稠油降黏率，且制作成本较低，制备工艺简单，因此作为降黏剂应用到稠油水热裂解降黏的前景更为可观。该纳米型催化剂具有比表面积大、催化活性高、易分散、稠油水热裂解降黏率高等优点。具体的粒径尺寸为：硫化铁为45nm，硫化镍为35nm，硫化铜为50nm。稠油水热降黏反应后收集的气体产物中发现硫化氢、四种饱和烃和二氧化碳等六种产物。本专利技术具有如下有益效果。（1）针对地下稠油层难以搅拌的特点，制备出易于分散的纳米型催化剂，有助于铁、钴或铜等金属催化中心的分散及与稠油中大分子的接触。（2）针对稠油水热裂解中发生加氢断键反应，选择工业常用的加氢精制催化剂活性类金属，保证了稠油水热裂解的顺利进行。（3）金属硫化物因硫元素的存在，具有较高的加氢催化活性。且不易中毒而失活。（4）本专利技术方法具有操作条件温和、成本低、降黏效果显著、无污染、易分散，具有较好的市场应用前景。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。以下内容中用到以下试剂：油酸钠（成都艾科达化学试剂有限公司）、无水乙醇、正辛醇、六水合氯化钴（沈阳沈一精细化学品有限公司）、氯化铁（山西艳阳生化工有限公司）、蒸馏水、正己烷（天津市大茂化学试剂厂）、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO9（山东伏索化工科技有限公司）、二水合氯化铜、环己烷（国药集团化学试剂有限公司）、硫化钠（天津市恒兴化学试剂制造有限公司）。实施例1。（1）油酸铁的制备将4份油酸钠、24份无水乙醇、1份氯化铁，18份蒸馏水、40份正己烷放入三口烧瓶，油浴锅90℃回流4h，反应结束后冷却至室温，采用分液漏斗取上层棕色油状油酸铁溶液。（2）纳米催化剂的制备先用5份AEO9、50份蒸馏水、250份环己烷、1份正辛醇剧烈搅拌1h制备微乳液，然后加入4份Na2S溶液搅拌0.5h，最后在剧烈搅拌的条件下滴加2份棕色油状油酸铁溶液。（3）结果检测应用将本实例纳米催化剂、油层水和稠油放置于自制高温高压反应釜中，在200℃下无搅拌进行降黏反应。以稠油质量为基础参数，加入0.5wt%催化剂，30wt%油层水。将稠油50℃时黏度从83400mpa.s降至5840mpa.s，降黏率为93%。纳米催化剂的粒径在45nm左右；稠油水热降黏反应后收集的气体产物检测出二氧化碳、硫化氢和四种饱和烃类等六种气体产物；说明该专利技术的纳米型催化剂具有良好的降黏效果。实施例2。（1）油酸钴的制备将3份油酸钠、18份无水乙醇、1份六水合氯化钴、13.5份蒸馏水、32份甲基环己烷放入三口烧瓶，油浴锅90℃回流4h，反应结束后冷却至室温，采用分液漏斗取上层粉红色油状油酸钴溶液。（2）纳米催化剂的制备先用5份AEO9、50份蒸馏水、250份环己烷、1份正辛醇剧烈搅拌1h制备微乳液，然后加入2份Na2S溶液搅拌0.5h，最后在剧烈搅拌的条件下滴加1份粉红色油状油酸钴溶液。（3）结果检测应用将本实例催化剂、油层水和稠油放置于自制高温高压反应釜中，在200℃下无搅拌进行降黏反应。以稠油质量为基础参数，加入0.35wt%催化剂，30wt%油层水。将稠油50℃时黏度从83400mpa.s降至4170mpa.s，降黏率为95%。纳米催化剂的粒径在35nm左右；稠油水热降黏反应后收集的气体产物检测出二氧化碳、硫化氢和四种烃类等六种气体产物；说明该专利技术的纳米型催化剂具有良好的降黏效果。实施例3。（1）油酸铜的制备将3份油酸钠、18份无水乙醇、1份二水合氯化铜，13.5份蒸馏水、32份甲基环己烷放入三口烧瓶，油浴锅90℃回流4h，反应结束后冷却至室温，采用分液漏斗取上层蓝色油状油酸铜溶液。（2）纳米催化剂的制备先用5份AEO9、50份蒸馏水、250份环己烷、1份正辛醇剧烈搅拌1h制备微乳液，然后加入2份Na2S溶液搅拌0.5h，最后在剧烈搅拌的条件下滴加1份蓝色油状液。（3）结果检测应用将本实例催化剂、油层水和稠油放置于自制高温高压反应釜中，在200℃下无搅拌进行降黏反应。以稠油质量为基础参数，加入0.5wt%催化剂，30wt%油层水。将稠油50℃时黏度从83400mpa.s降至7600mpa.s，降黏率为91%。纳米催化剂的粒径在50nm左右；稠油水热降黏反应后收集的气体产物检测出二氧化碳、硫化氢和四种烃类等六种气体产物；说本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于稠油水热降黏纳米催化剂的制备方法，其特征在于，按如下步骤实施：（1）油酸盐的制备将油酸钠、无水乙醇、蒸馏水、正己烷混合加入三口烧瓶后依次分别向三口烧瓶中加入氯化铁、六水合氯化钴或二水合氯化铜，在90℃回流4h，反应结束冷却至室温后，用分液漏斗获取上层油状液，依次分别制得棕红色油酸铁、粉红色油酸钴或蓝色油酸铜溶液；（2）纳米催化剂的制备先用AEO9、蒸馏水、甲基环己烷及正辛醇经剧烈搅拌制得微乳液，然后加入Na2S溶液搅拌，最后在剧烈搅拌的条件下依次分别滴加所述步骤（1）制得的棕红色油酸铁、粉红色油酸钴或蓝色油酸，直至发现溶液变黑色。

【技术特征摘要】
1.一种用于稠油水热降黏纳米催化剂的制备方法，其特征在于，按如下步骤实施：（1）油酸盐的制备将油酸钠、无水乙醇、蒸馏水、正己烷混合加入三口烧瓶后依次分别向三口烧瓶中加入氯化铁、六水合氯化钴或二水合氯化铜，在90℃回流4h，反应结束冷却至室温后，用分液漏斗获取上层油状液，依次分别制得棕红色油酸铁、粉红色油酸钴或蓝色油酸铜溶液；（2）纳米催化剂的制备先用AEO9、蒸馏水、甲基环己烷及正辛醇经剧烈搅拌制得微乳液，然后加入Na2S溶液搅拌，最后在剧烈搅拌的条件下依次分别滴加所述步骤（1）制得的棕红色油酸铁、粉红色油酸钴或蓝色油酸，直至发现溶液变黑色。2.根据权利要求1所述的用于稠油水热降黏纳米催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，AEO9、蒸馏水、甲基环己烷及正辛醇的质量比依次为5：50：250：1。3.根据权利要求1所述的用于稠油水热降黏纳米催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，油酸钠、无水乙醇、蒸馏水、正...

【专利技术属性】
技术研发人员：王强，丁保宏，冯旭阳，
申请(专利权)人：辽宁石油化工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21