具供氢双配体结构稠油水热裂解催化降粘剂的制备方法

摘要

本发明公开了具供氢双配体结构稠油水热裂解催化降粘剂的制备方法。将长链羧酸、氢氧化铜与甲醇混合加热至80～90℃，回流搅拌2～3h；滴加甲基吡啶，继续搅拌0.5～1h；趁热过滤，滤液旋干并回收甲醇，得到具供氢双配体结构稠油水热裂解催化降粘剂；其中长链羧酸、氢氧化铜、甲基吡啶、甲醇按摩尔比为(1～1.5)：(0.8～1)：(1.2～1.5)：(8～10)。本降粘剂可用于特稠油和超稠油的水热裂解催化降粘，在240℃温度下降粘效果良好，其制备工艺简单，针对不同类型稠油具有很强的普适性，有很好的实用性和广阔的市场应用前景。

说明书

技术领域

本发明涉及一类用于稠油开采中的具供氢双配体结构水热裂解催化降粘剂的制备方法。

背景技术

随着优质石油储量减少，储量丰富的稠油的开采愈来愈受到重视。但由于稠油分子结构 复杂，重质组分含量高，凝固点和粘度大，其开采仍是世界难题。水热裂解催化降粘作为一 种极具潜力的特超稠油开采方法，是在注入蒸汽的同时，给予油层合适的催化剂，使部分重 质组分大分子不可逆地转化成小分子，使其粘度降低而易于采出。其技术关键在于有效的水 热裂解催化降粘剂。

常用的供氢剂有甲苯、甲酸、四氢萘、甲烷等，国内外一些学者报道过供氢剂与催化降 粘剂共同使用时，对稠油催化裂解降粘具有协同促进作用，提高降粘效果。邻、对位甲基吡 啶由于吡啶环上氮的诱导效应与共轭效应能稳定邻对位的电荷，因此邻、对位甲基吡啶具有 比甲苯更加活泼的侧链α-H，并且邻、对位甲基吡啶作为供氢剂用于稠油催化裂解降粘也并未 见文献报道。长链羧酸配体搭载金属催化中心使催化降粘剂在稠油中能更好地分散开，因此 我们将这两种作用结合设计一类具供氢双配体结构的稠油水热裂解催化降粘剂，使其在稠油 水热裂解催化降粘时既能很好在稠油中分散开来，又能发挥其供氢改质的作用。所合成的催 化降粘剂能够对多种类型不同稠油具备良好的降粘效果，而且降低生产成本和方便现场使用。 其制备工艺简单，现场施工方便安全，具有良好的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一类具供氢双配体结构稠油水热裂解催化降粘剂的制备方法，该 方法制备的降粘剂在240℃下降粘效果良好，制备工艺简单。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

具供氢双配体结构稠油水热裂解催化降粘剂的制备方法，包括如下步骤：

将长链羧酸、氢氧化铜与甲醇混合加热至80～90℃，回流搅拌2～3h；滴加甲基吡啶， 继续搅拌0.5～1h；趁热过滤，滤液旋干并回收甲醇，得到具供氢双配体结构稠油水热裂解 催化降粘剂；其中长链羧酸、氢氧化铜、甲基吡啶、甲醇按摩尔比为(1～1.5)：(0.8～1)： (1.2～1.5)：(8～10)。

按上述方案，所述的长链羧酸为月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸中的任意一种或任 意混合。

按上述方案，所述的甲基吡啶为邻甲基吡啶或对甲基吡啶。

按上述方案，将长链羧酸、氢氧化铜与甲醇混合加热至85℃，回流搅拌2.5h。

按上述方案，滴加甲基吡啶后，继续搅拌0.5h。

采用本方法获得的催化降粘剂具有双配体结构与供氢功能结构，邻、对位甲基吡啶具有 活泼的侧链α-H，可作为催化降粘剂中的供氢结构，降低单独使用供氢剂的成本。采用长链羧 酸搭载金属催化中心，使降粘剂具有很好的分散作用，使降粘剂尽可能地均匀分散于油水两 相，提高催化降粘效果。同时金属催化中心与含供氢结构的配体形成金属络合物，在保持良 好分散性和催化活性的同时，在供氢结构协同促进的作用下，使部分稠油大分子发生不可逆 裂解成小分子，改善稠油品质，降低稠油粘度。

本发明的有益效果是：本降粘剂可用于特稠油(10000～50000mPa·s)和超稠油(>50000 mPa·s)的水热裂解催化降粘，在240℃温度下降粘效果良好，其制备工艺简单，针对不同类 型稠油具有很强的普适性。有很好的实用性和广阔的市场应用前景。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实例进一步阐释本发明的内容，但本发明的内容不仅 仅局限于下面的实施例。

本发明具供氢双配体结构稠油水热裂解催化降粘剂的制备过程如下：

长链羧酸、氢氧化铜、甲基吡啶、甲醇按摩尔比为(1～1.5)：(0.8～1)：(1.2～1.5)：(8～ 10)配料；

将长链羧酸、氢氧化铜与甲醇混合加热至80～90℃，回流搅拌2～3h；滴加甲基吡啶， 继续搅拌0.5～1h；趁热过滤，滤液旋干并回收甲醇，得到具供氢双配体结构稠油水热裂解 催化降粘剂。

长链羧酸优选为月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸中的任意一种或任意混合。

甲基吡啶为邻甲基吡啶或对甲基吡啶。

优化地，制备过程中将长链羧酸、氢氧化铜与甲醇混合加热至85℃，回流搅拌2.5h。

优化地，制备过程中滴加甲基吡啶后，继续搅拌0.5h。

本发明实施例中所涉及的粘度是采用美国Brookfield公司产的DV-Ⅱ+型可编程控制式粘 度计测得；本发明实施例中所涉及的原油族组成中的重质组分(胶质和沥青质)和轻质组分 (饱和烃和芳香烃)变化是依据《中华人民共和国石油天然气行业标准》(SY/Y6338-1997) 通过柱层析分离方法称重计算而来。

实施例1

制备：将1mol月桂酸、0.8mol氢氧化铜与8mol甲醇混合加热至80℃，回流搅拌2h， 滴加1.2mol邻甲基吡啶，继续搅拌0.5h，趁热过滤，滤液旋干并回收甲醇，得到具供氢双 配体结构稠油水热裂解催化降粘剂。工业生产可用工业级原料按比例放大即可。

应用：将本实施例产品应用于辽河油田超稠油(50℃下粘度为170000mPa·s)，将该催 化降粘剂(本实施例产品)、水和稠油置于高压反应釜中，在240℃下发生水热催化裂解反应， 其中以整个体系质量为基准，降粘剂的用量占0.2～0.3wt％(质量百分数)，水的用量占25～ 40wt％(质量百分数)；反应后稠油降粘率达86％，并有8.8％的重质组分裂解为轻质组分。

实施例2

制备：将1.2mol肉豆蔻酸、0.8mol氢氧化铜与9mol甲醇混合加热至85℃，回流搅拌 2.5h，滴加1.2mol邻甲基吡啶，继续搅拌0.5h，趁热过滤，滤液旋干并回收甲醇，得到具 供氢双配体结构稠油水热裂解催化降粘剂。工业生产可用工业级原料按比例放大即可。

应用：将本实施例产品应用于胜利油田超稠油(70℃下粘度为180000mPa·s)，将该催 化降粘剂(本实施例产品)、水和稠油置于高压反应釜中，在240℃下发生水热催化裂解反应， 其中以整个体系质量为基准，降粘剂的用量占0.2～0.3wt％(质量百分数)，水的用量占25～ 40wt％(质量百分数)；反应后稠油降粘率达84％，并有9.7％的重质组分裂解为轻质组分。

实施例3

制备：将1.5mol棕榈酸、1mol氢氧化铜与10mol甲醇混合加热至90℃，回流搅拌3h， 滴加1.5mol对甲基吡啶，继续搅拌1h，趁热过滤，滤液旋干并回收甲醇，得到具供氢双配 体结构稠油水热裂解催化降粘剂。工业生产可用工业级原料按比例放大即可。

应用：将本实施例产品应用于辽河油田特稠油(50℃下粘度为40000mPa·s)，将该催化 降粘剂(本实施例产品)、水和稠油置于高压反应釜中，在240℃下发生水热催化裂解反应， 其中以整个体系质量为基准，降粘剂的用量占0.2～0.3wt％(质量百分数)，水的用量占25～ 40wt％(质量百分数)；反应后稠油降粘率达88％，并有8.3％的重质组分裂解为轻质组分。

实施例4

制备：将1.2mol硬脂酸、0.9mol氢氧化铜与10mol甲醇混合加热至85℃，回流搅拌 2.5h，滴加1.4mol对甲基吡啶，继续搅拌1h，趁热过滤，滤液旋干并回收甲醇，得到具供 氢双配体结构稠油水热裂解催化降粘剂。工业生产可用工业级原料按比例放大即可。

应用：将本实施例产品应用于新疆油田超稠油(50℃下粘度为85000mPa·s)，将该催化 降粘剂(本实施例产品)、水和稠油置于高压反应釜中，在240℃下发生水热催化裂解反应， 其中以整个体系质量为基准，降粘剂的用量占0.2～0.3wt％(质量百分数)，水的用量占25～ 40wt％(质量百分数)；反应后稠油降粘率达94％，并有10.7％的重质组分裂解为轻质组分。

实施例5

制备：将1.5mol月桂酸、1mol氢氧化铜与10mol甲醇混合加热至90℃，回流搅拌2.5 h，滴加1.5mol对甲基吡啶，继续搅拌0.5h，趁热过滤，滤液旋干并回收甲醇，得到具供氢 双配体结构稠油水热裂解催化降粘剂。工业生产可用工业级原料按比例放大即可。

应用：将本实施例产品应用于辽河油田超稠油(70℃下粘度为23000mPa·s)，将该催化 降粘剂(本实施例产品)、水和稠油置于高压反应釜中，在240℃下发生水热催化裂解反应， 其中以整个体系质量为基准，降粘剂的用量占0.2～0.3wt％(质量百分数)，水的用量占25～ 40wt％(质量百分数)；反应后稠油降粘率达83％，并有8.0％的重质组分裂解为轻质组分。

实施例6

制备：将0.6mol硬脂酸、0.4mol肉豆蔻酸、0.2mol棕榈酸、1mol氢氧化铜与10mol 甲醇混合加热至90℃，回流搅拌3h，滴加1.5mol对甲基吡啶，继续搅拌1h，趁热过滤， 滤液旋干并回收甲醇，得到具供氢双配体结构稠油水热裂解催化降粘剂。工业生产可用工业 级原料按比例放大即可。

应用：将本实施例产品应用于中海油田特稠油(50℃下粘度为35000mPa·s)，将该催化 降粘剂(本实施例产品)、水和稠油置于高压反应釜中，在240℃下发生水热催化裂解反应， 其中以整个体系质量为基准，降粘剂的用量占0.2～0.3wt％(质量百分数)，水的用量占25～ 40wt％(质量百分数)；反应后稠油降粘率达81％，并有7.3％的重质组分裂解为轻质组分。