本文關(guān)鍵詞：超分散催化劑改質(zhì)降粘稠油機(jī)理研究

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【摘要】：近年來,由于常規(guī)原油的逐漸枯竭,稠油的開發(fā)和利用越來越受到人們的重視,國內(nèi)外研究人員開展了改善和提高稠油開采的方法研究,其中包括諸如SAGD、蒸汽驅(qū)、蒸汽吞吐、火燒油層等方式的熱采、冷采、利用微生物來進(jìn)行采油、化學(xué)方法開采等不同類型的方法。高稠油采收率生產(chǎn)出更高質(zhì)量的油品。本文以遼河油田杜66稠油是作為研究對(duì)象,利用CWYF-Ⅰ型高溫高壓反應(yīng)釜來模擬熱采過程中的井下條件,研究了超分散催化劑、油層礦物存在的條件下改質(zhì)降粘反應(yīng),結(jié)果表明,稠油粘度對(duì)溫度的感知度極為敏銳,且與溫度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,即:溫度上升,粘度下降。給出了超分散型催化劑配方,通過非離子表面活性劑山梨醇酐單油酸酯水/油乳狀液,基礎(chǔ)油(初餾點(diǎn)623 K),(NH4)6Mo7O24·4H2O作為催化劑的前驅(qū)體制備出出超分散鉬基催化劑。根據(jù)制備的超分散催化劑對(duì)促進(jìn)稠油水熱裂解反應(yīng)的效果,相對(duì)于不加入催化劑而言,在240℃溫度與加水量為30wt%的體系中,只要加入0.1wt%的催化劑,且經(jīng)1天反應(yīng)后,稠油降粘率即可至少增加至30%,且在降低瀝青質(zhì)、膠質(zhì)及族組成中重組分兩者含量的同時(shí),還在一定程度上增加了芳香分、飽和分及輕組分中兩者的含量。此外,由于稠油中C含量降低,且H含量也隨之增加,因此,H與C的比值勢(shì)必會(huì)顯著增高,而雜原子與C的比值則會(huì)相應(yīng)降低。油層礦物的存在,可加劇稠油的水熱裂解反應(yīng),并改變稠油的組成變化,從而使其粘度得以將至最低值。正交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析可知,最佳工藝條件是:油層礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%,催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%,加水量為50%,反應(yīng)時(shí)間為36h,降粘率達(dá)83.36%。通過分析催化改質(zhì)降粘反應(yīng)前后的稠油IR發(fā)現(xiàn),脫羧反應(yīng)的產(chǎn)生與否主要由是否添加超分散催化劑決定;且在催化劑的作用下,部分瀝青質(zhì)結(jié)構(gòu)不僅發(fā)生了重大改變,而且在經(jīng)一定反應(yīng)后可順利生成烷烴可溶物。在改質(zhì)降粘反應(yīng)階段,超分散催化劑的作用原理主要為:通過一定化學(xué)反應(yīng)生成吸附鍵后,改變氫分子的裂解途徑,使反應(yīng)物分子活化的同時(shí),降低其活化能,并縮短加氫反應(yīng)時(shí)限,促進(jìn)C-C鍵斷裂,以進(jìn)一步增強(qiáng)稠油供氫改質(zhì)的轉(zhuǎn)換率。
【關(guān)鍵詞】：超分散催化劑 改質(zhì) 降粘 水熱裂解 機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE624.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 創(chuàng)新點(diǎn)摘要6-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 本文的研究背景、意義9-10
• 1.2 超分散催化劑的研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 超分散催化劑國外研究進(jìn)展10-11
• 1.2.2 超分散催化劑國內(nèi)研究進(jìn)展11-13
• 1.2.3 超分散催化劑改質(zhì)降粘稠油技術(shù)13-14
• 1.3 目前存在的問題14-15
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容、方法及技術(shù)路線15-17
• 第二章 遼河油田稠油組分結(jié)構(gòu)分析實(shí)驗(yàn)儀器及測(cè)試方法17-32
• 2.1 族組分實(shí)驗(yàn)用主要藥品及實(shí)驗(yàn)儀器和裝置17-23
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品17
• 2.1.2 稠油的分離17-23
• 2.2 稠油及其瀝青質(zhì)結(jié)構(gòu)測(cè)定分析方法23-27
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)方法26-27
• 2.3 結(jié)果和討論27-31
• 2.3.1 稠油物性和組成分析27-28
• 2.3.2 稠油中瀝青質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)28-30
• 2.3.3 稠油粘溫關(guān)系分析30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 超分散催化劑的制備32-36
• 3.1 主要藥品、儀器與原料32
• 3.2 實(shí)驗(yàn)方法32-33
• 3.3 超分散催化劑的制備33-36
• 第四章 超分散催化劑改質(zhì)稠油性能評(píng)價(jià)研究36-50
• 4.1 超分散催化劑對(duì)稠油改質(zhì)降粘反應(yīng)研究36-45
• 4.1.1 超分散催化劑加入量對(duì)稠油水熱裂解降粘影響36-38
• 4.1.2 反應(yīng)溫度對(duì)稠油催化水熱裂解反應(yīng)降粘影響38-39
• 4.1.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)稠油催化水熱裂解降粘的影響39-41
• 4.1.4 加水量對(duì)稠油催化水熱裂解降粘影響41-43
• 4.1.5 反應(yīng)前后稠油元素分析43-44
• 4.1.6 催化改質(zhì)降粘反應(yīng)前后稠油油樣分析44-45
• 4.2 油藏礦物與催化劑對(duì)稠油水熱裂解反應(yīng)的催化作用研究45-48
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)用礦物組成、含量及性質(zhì)45-46
• 4.2.2 油層礦物對(duì)稠油粘度變化46
• 4.2.3 油層礦物對(duì)稠油族組分變化46-47
• 4.2.4 油層礦物對(duì)稠油平均分子量的影響47-48
• 4.2.5 油層礦物作用下催化水熱裂解正交實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)研究48
• 4.3 本章小結(jié)48-50
• 第五章 稠油改質(zhì)降粘作用機(jī)理50-62
• 5.1 超分散催化劑和油層礦物稠油改質(zhì)降粘作用機(jī)理50-56
• 5.1.1 催化劑作用原理50-51
• 5.1.2 金屬離子催化作用51-53
• 5.1.3 油層礦物作用53-55
• 5.1.4 油藏礦物催化的動(dòng)力學(xué)說明55-56
• 5.2 超分散催化劑和油層礦物微觀機(jī)理研究56-57
• 5.3 超分散催化劑改質(zhì)原油組分結(jié)構(gòu)分析57-60
• 5.4 本章小結(jié)60-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 發(fā)表文章目錄67-68
• 致謝68-69

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