專利名稱：一種井下稠油水熱裂解催化降粘用的催化劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種催化劑。具體地說是在水蒸汽作用下，能夠在油井下原位催化裂化稠油，改善原油粘度的一種井下稠油水熱裂解催化降粘用的催化劑。
背景技術：
隨著我國石油需求的增長和不斷開采，我國的稀油油田已進入開采后期，優質易開采原油儲量已經嚴重不足，原油變重的趨勢已經非常明顯。目前大多數油田的采收率不超過50％，隨著國內油田大部分已經進入二次三次開采期，重質原油(即稠油)已經成為主要開采對象。稠油的開采越來越引起石油工業界的高度重視。大量開采那些難于動用的、投資費用較高的稠油已成為必然。
實質性的降低稠油的粘度、提高輕質油分的比例對于原油的開采具有重要的意義。通過在油井下原位水熱反應裂解重質原油，不僅能夠提高原油的品質而且可以提高原油的采收率。
美國專利USP4743357公開了一種重質原油水熱催化裂化成輕質烴類的工藝。該技術是采用二價或三價鐵的氧化物、硫化物和硫酸鹽為催化劑，在外加氫的作用下將稠油裂解成輕質烴。
美國專利USP5,269,909公開的一種重質原油水熱催化裂化成輕質烴類的工藝是采用氧化鋁負載鎳、鉬為催化劑，在甲烷、氫氣和氮氣的氣氛作用下裂解稠油。
美國專利USP5891829公開了一種油井下原位水熱反應裂解重質原油，改善稠油粘度的工藝。該技術是采用油井下的油砂礦物作為催化劑，在供氫劑、甲烷和水蒸汽的作用下裂解稠油。
上述技術需要外加氫、甲烷等氣氛，具體實施比較困難，難以商業化。
發明內容
本發明的目的在于避免上述現有技術的不足，提供一種使用比較方便、能夠在油井下原位催化裂化稠油，改善原油粘度的催化裂化催化劑。
本發明的目的是這樣實現的一種井下稠油水熱裂解催化降粘用的催化劑，它是由硅鋁膠或氧化鋁、粘土、固體超強酸混合配制而成的粉狀物質，其各組分含量為(以重量百分比計)硅鋁膠或氧化鋁2～60％、粘土5～50％、固體超強酸5～60％。
所述硅鋁膠或氧化鋁的SiO2∶Al2O3為0∶100～80∶20(重量比)。
所述硅鋁膠或氧化鋁的孔直徑分布范圍為40-18000。
所述硅鋁膠或氧化鋁的平均顆粒尺寸為0.1μm-5μm。
所述粘土的平均顆粒尺寸為0.1μm-15μm。
所述固體超強酸為硫酸促進型氧化物SO42-/MxOy。
所述硫酸促進型氧化物SO42-/MxOy中氧化物MxOy為TiO2，ZrO2，SnO2，SiO2，Al2O3，Fe2O3，MnO2，Cr2O3中的一種或多種混合。
本發明在水蒸汽作用下，能夠在油井下原位催化裂化稠油，改善原油粘度，粘度下降率達60％左右。
具體實施例方式
實施例(1)硅鋁膠的制備(SiO2∶Al2O3的重量比為50∶50)將SiO2濃度為20wt.％的水玻璃溶液用去離子水稀釋成SiO2濃度為8wt.％的水溶液。將無水硫酸鋁溶解在去離子水中，配制硫酸鋁濃度為26.82wt.％(折合Al2O3濃度為8％)的水溶液。
在5L的玻璃燒瓶中，加入1L去離子水。在攪拌的情況下，同時緩慢滴加上述制備的水玻璃溶液和硫酸鋁溶液。最后的混合物用5wt％的氨水溶液調節pH為8。過濾得到粗的硅鋁膠濾餅。將硅鋁膠濾餅分散在1L濃度為1wt％的硝酸銨溶液中，通過離子交換的方法除去硅鋁膠中的鈉離子。重復四次。硅鋁膠用去離子水洗滌，過濾。在80℃下烘干6小時，800℃焙燒3小時。
(2)硫酸促進型固體超強酸的制備在攪拌條件下，向10％(wt.)的ZrOCl2水溶液中滴加濃氨水至pH＝9，沉淀陳化24h后，抽濾洗滌至無Cl-(用AgNO3溶液檢驗)。將沉淀物在102℃烘箱中干燥24h后，粉碎研磨至2μm以下，用0.5mol/L H2SO4浸泡15分鐘(15ml H2SO4/g沉淀物)，抽濾，不洗滌，將所得濾餅在102℃下干燥24h，最后在550℃溫度下焙燒活化8小時，制得SO42-/ZrO2。
(3)本發明的制備按硅鋁膠50份粘土20份固體超強酸30份(重量份)的比例將三種組分置入錐形雙螺旋混合機中，啟動混合機，攪拌60～90分鐘，使其充分混合，制得本發明。
本發明的效果本發明效果的測試是在實驗室里模擬井下注蒸汽熱力開采條件下進行。在GS型高溫高壓反應器中，加入100g稠油，0.1g催化劑，10g水，溫度控制在280℃，反應時間36小時。在50℃下用Brookfield旋轉粘度計測定原油的粘度。稠油反應前后的粘度下降率為57％。
權利要求
1.一種井下稠油水熱裂解催化降粘用的催化劑，其特征在于它是由硅鋁膠或氧化鋁、粘土、固體超強酸混合配制而成的粉狀物質，其各組分含量為(以重量百分比計)硅鋁膠或氧化鋁2～60％、粘土5～50％、固體超強酸5～60％。
2.根據權利要求1所述的井下稠油水熱裂解催化降粘用的催化劑，其特征在于所述硅鋁膠或氧化鋁的SiO2∶Al2O3為0∶100～80∶20(重量比)。
3.根據權利要求2所述的井下稠油水熱裂解催化降粘用的催化劑，其特征在于所述硅鋁膠或氧化鋁的孔直徑分布范圍為40-18000。
4.根據權利要求2所述的井下稠油水熱裂解催化降粘用的催化劑，其特征在于所述硅鋁膠或氧化鋁的平均顆粒尺寸為0.1μm-5μm。
5.根據權利要求1所述的井下稠油水熱裂解催化降粘用的催化劑，其特征在于所述粘土的平均顆粒尺寸為0.1μm-15μm。
6.根據權利要求1所述的井下稠油水熱裂解催化降粘用的催化劑，其特征在于所述固體超強酸為硫酸促進型氧化物SO42-/MxOy。
7.根據權利要求6所述的井下稠油水熱裂解催化降粘用的催化劑，其特征在于所述硫酸促進型氧化物SO42-/MxOy中氧化物MxOy為TiO2，ZrO2，SnO2，SiO2，Al2O3，Fe2O3，MnO2，Cr2O3中的一種或多種混合。
全文摘要
本發明公開了一種井下稠油水熱裂解催化降粘用的催化劑，它是由硅鋁膠或氧化鋁、粘土、固體超強酸混合配制而成的粉狀物質，其各組分含量為(以重量百分比計)硅鋁膠或氧化鋁2～60％、粘土5～50％、固體超強酸5～60％。本發明在水蒸汽作用下，能夠在油井下原位催化裂化稠油，改善原油粘度，粘度下降率達60％左右。
文檔編號E21B43/241GK1915488SQ20051002882
公開日2007年2月21日 申請日期2005年8月16日 優先權日2005年8月16日
發明者傅樂峰, 鄭柏存 申請人:上海三瑞化學有限公司