特超稠油改質降粘技術研究.pdf

1、隨著世界經濟的發(fā)展和人口的增多,原油的需求量也日益增多。但常規(guī)原油的儲量與產量已經進入持續(xù)下降階段,在這種條件下作為非常規(guī)原油的稠油將在今后國家能源戰(zhàn)略中占據(jù)重要的位置。全球范圍內稠油的地質儲量較大,約為常規(guī)原油的三倍,而且動用程度較低。但是稠油的粘度高、相對密度大、流動性差,在開發(fā)、儲運等方面都有很大的技術難度。
　　 稠油改質降粘是一種反應程度較低的原油加工方法,反應主要包含稠油水熱裂解反應、稠油熱裂解反應及縮合反應等幾種反

2、應。通過改質降粘反應稠油中的膠質、瀝青質等大分子分解為分子量較小的中間餾分,使稠油粘度發(fā)生不可逆轉的減小。這從根本上減小了稠油的粘度,改善了稠油的流動性能,從而降低了稠油的長距離管輸和儲存的難度。
　　 本文在研究了稠油改質降粘可行性的基礎上,篩選了較適合勝利油田稠油改質降粘反應的催化劑,探討了在催化劑與供氫劑存在條件下各種反應條件對稠油改質降粘反應的影響,并根據(jù)實驗結果初步探討了稠油改質降粘的反應機理。
　　 本文的主

3、要研究內容有:
　　 (1)研究了稠油改質降粘的可行性。在稠油改質降粘可行性研究方面,選取了勝利油田三種粘度不同且具有代表性的稠油分別考察了改質降粘反應溫度、反應時間等反應條件對稠油四組份組成、粘溫關系、餾分等的影響;考察了在上述條件下稠油反應的裂化率和縮合率。實驗結果表明,在反應溫度300℃～380℃、反應時間20min～60min的反應條件下,反應后稠油粘度明顯降低,且隨反應溫度的增高和反應時間的延長降粘效果變好,降粘率增大

4、。同時稠油組分組成發(fā)生了變化,重餾分減少,輕餾分增多。這些變化說明,在實驗條件下稠油可以發(fā)生粘度降低改質降粘反應。
　　 (2)研究了催化劑、供氫劑對稠油改質降粘反應的影響。在稠油改質降粘可行性研究的基礎上,篩選了三種催化劑,并以高溫水蒸氣作為供氫劑對稠油改質降粘反應行為進行了研究?？疾炝舜呋瘎┓N類、反應時間、反應溫度、供氫劑對稠油組分組成、粘溫關系、反應產生氣體等的影響。結果表明,在催化劑與供氫劑存在的條件下,稠油改質降粘反應

5、的反應速率增大并且可以有效的降低反應溫度,稠油降粘效果明顯且稠油的組成發(fā)生了較大的變化,中間餾分增多。
　　 (3)探討了稠油改質降粘反應機理。通過對改質降粘反應后稠油組分的變化及產生氣體的組成分析得到以下結論。稠油改質降粘反應是稠油裂解反應和縮合反應相平行的順序反應;雜原子尤其是硫原子組成的橋鍵是稠油分子結構中最為薄弱的環(huán)節(jié),在熱作用下最容易發(fā)生斷裂生成自由基,該自由基作為誘發(fā)劑使裂化反應得以進行;在裂解反應的同時,存在著大分