一种废弃油藏制氢用填料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种废弃油藏制氢用填料及其制备方法，涉及地下制氢技术领域。制备方法包括以下步骤：S1：将陶瓷粉、碳化硅粉、有机造孔剂按质量比为1:10~15:6~10混合均匀，依次经成型、烧结得到孔径不大于100nm的多孔碳化硅基体。S2：将高铈盐、铜盐、钯盐按质量比1:4~6:4~6溶解后，加入酰胺类化合物后得到第一混合溶液。S3：将步骤S1得到的多孔碳化硅基体加入到步骤S2得到的第一混合溶液中，依次进行加热、煅烧、还原得到废弃油藏制氢用填料。本发明专利技术废弃油藏制氢用填料的制备方法，实现了纳米级Pd/Cu/CeO2颗粒在多孔碳化硅基体上的负载。颗粒在多孔碳化硅基体上的负载。颗粒在多孔碳化硅基体上的负载。

【技术实现步骤摘要】
一种废弃油藏制氢用填料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及地下制氢
，具体来讲，涉及一种废弃油藏制氢用填料及其制备方法。

技术介绍

[0002]在当今全球能源转型形势下，氢能作为一种环保能源，国内外需求量巨大，传统制氢技术受到能耗高、温室气体排放高、环境污染严重、成本高等因素影响，不利于大规模氢能利用项目的开展与深化，为降低成本，也为了进一步盘活过去认为没有开采价值的区块，各国能源公司己经开始聚焦地下油藏制氢采氢技术的研究。
[0003]废弃油藏制氢过程中，采用由钯（Pd）、钒（V）、钽（Ta）或铌（Nb）等构成的金属膜进行氢气组分的分离、纯化时。受温度影响较大，在高温下钒和钛金属膜对氢气的渗透性会下降，还会形成金属氧化物层阻碍氢气通过；钯金属膜对氢气的渗透率随温度升高而升高，然而，当蒸汽和油（例如沥青）在高温下接触时，钯基膜易受到由水热裂解反应产生的硫化氢和一氧化碳的损害，因此，开发适用于废弃油藏制氢过程中用于氢气组分分离的制氢填料具有重大意义。

技术实现思路

[0004]专利技术人研究发现：废弃油藏制氢过程中，采用由钯（Pd）、钒（V）、钽（Ta）或铌（Nb）等构成的金属膜进行氢气组分的分离、纯化时。受温度影响较大，在高温下钒和钛金属膜对氢气的渗透性会下降，还会形成金属氧化物层阻碍氢气通过；钯金属膜对氢气的渗透率随温度升高而升高，然而，当蒸汽和油（例如沥青）在高温下接触时，钯基膜易受到由水热裂解反应产生的硫化氢和一氧化碳的损害。专利技术人经过多次研究发现，多孔碳化硅基体对硫化氢和一氧化碳呈惰性，也不易受加热过程温度变化影响。多孔碳化硅基体具有相对较高的氢气渗透性，但是由于碳化硅基体的多孔性，往往产物中氢气的纯度偏低。本专利技术提供了一种废弃油藏制氢用填料，通过多种材料的组合，实现了纳米级Pd/Cu/CeO2颗粒在多孔碳化硅基体上的负载。
[0005]本专利技术一方面提供了一种废弃油藏制氢用填料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：S1：将陶瓷粉、碳化硅粉、有机造孔剂按质量比为1:10~15:6~10混合均匀，依次经成型、烧结得到多孔碳化硅基体。
[0006]S2：将钯盐、铜盐、和高铈盐溶解后，加入酰胺类化合物后得到第一混合溶液。
[0007]S3：将步骤S1得到的多孔碳化硅基体加入到步骤S2得到的第一混合溶液中，依次进行加热、煅烧、还原得到废弃油藏制氢用填料。
[0008]其中，所述高铈盐、铜盐、钯盐质量比为1:4~6:4~6；所述多孔碳化硅基体的孔径不大于100nm。
[0009]本专利技术另一方面提供了一种废弃油藏制氢用填料，所述废弃油藏制氢用填料包括
多孔碳化硅基体，所述多孔碳化硅基体具有纳米级孔径，所述多孔碳化硅基体孔隙率为60~70%；所述多孔碳化硅基体上负载有纳米铜、钯和铈颗粒。
[0010]与现有技术相比，本专利技术至少取得以下有益效果中的一项：（1）本专利技术废弃油藏制氢用填料的制备方法，实现了纳米级Pd/Cu/CeO2颗粒在多孔碳化硅基体上的负载。
[0011]（2）本专利技术制备得到的废弃油藏制氢用填料应用于废弃油藏制氢过程中，经过足够的时间产生氢气后，氢气通过废弃油藏制氢用填料从储层中过滤出来，硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、蒸汽和其他气体成分阻留在储层中，氢气被生产到地表。此外，由于从储层中去除了氢气，这会促进水裂解反应、热裂解反应的进行以产生更多的氢气。
[0012]（3）本专利技术制备得到的废弃油藏制氢用填料能够很好的实现氢气组分的分离、纯化。例如，本专利技术制备得到的废弃油藏制氢用填料应用在水煤气产氢上时，水的转化率不低于95%。产物中氢气的纯度不低于80%。
附图说明
[0013]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了本专利技术的废弃油藏制氢工艺流程图。
具体实施方式
[0014]为了更清楚的阐释本专利技术的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
[0015]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本专利技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0016]在本专利技术的一个示例性实施例中，废弃油藏制氢用填料的制备方法包括以下步骤：S1：将陶瓷粉、碳化硅粉、有机造孔剂按质量比为1:10~15:6~10混合均匀，依次经成型、烧结得到所述孔径不大于100nm多孔碳化硅基体。优选的，所述多孔碳化硅基体的孔径为70~90nm。优选的，所述多孔碳化硅基体孔隙率为60~70%。
[0017]具体的，所述有机造孔剂可以是淀粉、糊精、锯末、尿素、萘、氨基酸衍生物、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚乙烯缩丁醛中的一种或多种。优选的，所述陶瓷粉D90为70~100μm。优选的，所述碳化硅粉D90为70~100μm。添加有机造孔剂的目的在于增加气孔率。上述有机造孔剂均在远低于多孔碳化硅基体烧结温度下分解或挥发，在加热过程中易于排出，不与基体反应，对环境无害。优选的，步骤S1中烧结温度为500~900℃。更优选的，所述步骤S1中烧结温度为550~600℃。本专利技术通过陶瓷粉、碳化硅粉和有机造孔剂复配，烧结
得到多孔碳化硅基体，陶瓷粉和碳化硅粉均匀的粘结在一起，提高了多孔碳化硅基体的强度。此外，制备得到的多孔碳化硅基体具有不规则通道，可以有效提高气体的停留时间。从而，提高制氢效果。
[0018]S2：将高铈盐、铜盐、钯盐按质量比1:4~6:4~6溶解后，加入酰胺类化合物后得到第一混合溶液。优选的，高铈盐、铜盐、钯盐的质量比为1:4.5~5.5:4.5~5.5。
[0019]具体的，所述钯盐可以是氯化钯、硝酸钯中的一种或两种。所述高铈盐为硝酸高铈盐、氯化高铈盐、硫酸高铈盐中的至少一种。所述铜盐为硝酸铜、氯化铜或硫酸铜中的至少一种。所述酰胺类化合物为尿素、聚酰胺树脂中的一种。
[0020]S3：将步骤S1得到的多孔碳化硅基体加入到步骤S2得到的第一混合溶液中，依次进行加热、煅烧、还原得到废弃油藏制氢用填料。具体的，所述步骤S3中煅烧的温度为400~600℃。优选的，所述步骤S3中煅烧的温度为450~550℃，所述煅烧温度为1~2h。若煅烧温度过低，过程中产生的氢氧化铜、氢氧化钯和高铈氢氧化物分解不完全。优选的，所述步骤S3中还原的温度为200~300℃。所述加热可以采用微波加热，微波加热的功率为500~650W。具体的，将多孔碳化硅基体加入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废弃油藏制氢用填料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：S1：将陶瓷粉、碳化硅粉、有机造孔剂按质量比为1:10~15:6~10混合均匀，依次经成型、烧结得到多孔碳化硅基体；S2：将钯盐、铜盐、和高铈盐溶解后，加入酰胺类化合物后得到第一混合溶液；S3：将步骤S1得到的多孔碳化硅基体加入到步骤S2得到的第一混合溶液中，依次进行加热、煅烧、还原得到废弃油藏制氢用填料；其中，所述高铈盐、铜盐、钯盐质量比为1:4~6:4~6；所述多孔碳化硅基体的孔径不大于100nm。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高铈盐、铜盐、钯盐的质量比为1:4.5~5.5:4.5~5.5。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中烧结温度为500~900℃。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中煅烧的温度为400~...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔仕章，宋新旺，王黎明，刘小芳，郭鑫，郑志微，公斌，高琪琪，
申请(专利权)人：山东德仕化工有限公司德仕能源科技集团股份有限公司青岛分公司，
类型：发明
国别省市：