超分散催化剂改质降粘稠油机理研究

发布时间：2017-10-17 07:41

  本文关键词：超分散催化剂改质降粘稠油机理研究

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【摘要】：近年来,由于常规原油的逐渐枯竭,稠油的开发和利用越来越受到人们的重视,国内外研究人员开展了改善和提高稠油开采的方法研究,其中包括诸如SAGD、蒸汽驱、蒸汽吞吐、火烧油层等方式的热采、冷采、利用微生物来进行采油、化学方法开采等不同类型的方法。高稠油采收率生产出更高质量的油品。本文以辽河油田杜66稠油是作为研究对象,利用CWYF-Ⅰ型高温高压反应釜来模拟热采过程中的井下条件,研究了超分散催化剂、油层矿物存在的条件下改质降粘反应,结果表明,稠油粘度对温度的感知度极为敏锐,且与温度呈负相关关系,即:温度上升,粘度下降。给出了超分散型催化剂配方,通过非离子表面活性剂山梨醇酐单油酸酯水/油乳状液,基础油(初馏点623 K),(NH4)6Mo7O24·4H2O作为催化剂的前驱体制备出出超分散钼基催化剂。根据制备的超分散催化剂对促进稠油水热裂解反应的效果,相对于不加入催化剂而言,在240℃温度与加水量为30wt%的体系中,只要加入0.1wt%的催化剂,且经1天反应后,稠油降粘率即可至少增加至30%,且在降低沥青质、胶质及族组成中重组分两者含量的同时,还在一定程度上增加了芳香分、饱和分及轻组分中两者的含量。此外,由于稠油中C含量降低,且H含量也随之增加,因此,H与C的比值势必会显著增高,而杂原子与C的比值则会相应降低。油层矿物的存在,可加剧稠油的水热裂解反应,并改变稠油的组成变化,从而使其粘度得以将至最低值。正交实验的结果分析可知,最佳工艺条件是:油层矿物质量分数为15%,催化剂质量分数为0.3%,加水量为50%,反应时间为36h,降粘率达83.36%。通过分析催化改质降粘反应前后的稠油IR发现,脱羧反应的产生与否主要由是否添加超分散催化剂决定;且在催化剂的作用下,部分沥青质结构不仅发生了重大改变,而且在经一定反应后可顺利生成烷烃可溶物。在改质降粘反应阶段,超分散催化剂的作用原理主要为:通过一定化学反应生成吸附键后,改变氢分子的裂解途径,使反应物分子活化的同时,降低其活化能,并缩短加氢反应时限,促进C-C键断裂,以进一步增强稠油供氢改质的转换率。
【关键词】：超分散催化剂 改质 降粘 水热裂解 机理
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE624.9
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 创新点摘要6-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 本文的研究背景、意义9-10
• 1.2 超分散催化剂的研究现状10-14
• 1.2.1 超分散催化剂国外研究进展10-11
• 1.2.2 超分散催化剂国内研究进展11-13
• 1.2.3 超分散催化剂改质降粘稠油技术13-14
• 1.3 目前存在的问题14-15
• 1.4 本文研究的主要内容、方法及技术路线15-17
• 第二章 辽河油田稠油组分结构分析实验仪器及测试方法17-32
• 2.1 族组分实验用主要药品及实验仪器和装置17-23
• 2.1.1 实验药品17
• 2.1.2 稠油的分离17-23
• 2.2 稠油及其沥青质结构测定分析方法23-27
• 2.2.1 实验方法26-27
• 2.3 结果和讨论27-31
• 2.3.1 稠油物性和组成分析27-28
• 2.3.2 稠油中沥青质化学结构28-30
• 2.3.3 稠油粘温关系分析30-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第三章 超分散催化剂的制备32-36
• 3.1 主要药品、仪器与原料32
• 3.2 实验方法32-33
• 3.3 超分散催化剂的制备33-36
• 第四章 超分散催化剂改质稠油性能评价研究36-50
• 4.1 超分散催化剂对稠油改质降粘反应研究36-45
• 4.1.1 超分散催化剂加入量对稠油水热裂解降粘影响36-38
• 4.1.2 反应温度对稠油催化水热裂解反应降粘影响38-39
• 4.1.3 反应时间对稠油催化水热裂解降粘的影响39-41
• 4.1.4 加水量对稠油催化水热裂解降粘影响41-43
• 4.1.5 反应前后稠油元素分析43-44
• 4.1.6 催化改质降粘反应前后稠油油样分析44-45
• 4.2 油藏矿物与催化剂对稠油水热裂解反应的催化作用研究45-48
• 4.2.1 实验用矿物组成、含量及性质45-46
• 4.2.2 油层矿物对稠油粘度变化46
• 4.2.3 油层矿物对稠油族组分变化46-47
• 4.2.4 油层矿物对稠油平均分子量的影响47-48
• 4.2.5 油层矿物作用下催化水热裂解正交实验评价研究48
• 4.3 本章小结48-50
• 第五章 稠油改质降粘作用机理50-62
• 5.1 超分散催化剂和油层矿物稠油改质降粘作用机理50-56
• 5.1.1 催化剂作用原理50-51
• 5.1.2 金属离子催化作用51-53
• 5.1.3 油层矿物作用53-55
• 5.1.4 油藏矿物催化的动力学说明55-56
• 5.2 超分散催化剂和油层矿物微观机理研究56-57
• 5.3 超分散催化剂改质原油组分结构分析57-60
• 5.4 本章小结60-62
• 结论62-63
• 参考文献63-67
• 发表文章目录67-68
• 致谢68-69

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本文编号：1047619