負載型鐵基納米零價金屬催化劑的制備及對稠油降粘性能的研究.pdf

1、隨著輕質(zhì)油資源的日漸減少以及工業(yè)經(jīng)濟的快速發(fā)展對原油需求量的不斷增加，輕質(zhì)油資源已經(jīng)很難滿足世界各國發(fā)展的需要。稠油資源地質(zhì)儲量較大，為常規(guī)原油的三倍左右，但是由于稠油具有粘度高、密度大、流動性差等特點，所以降低粘度成為了開采稠油的關(guān)鍵技術(shù)。催化降粘是通過向稠油中加入催化劑，使稠油在井下發(fā)生催化反應(yīng)，從而實現(xiàn)對稠油進行原位催化降粘改質(zhì)的一種方法。
　　本文采用改性二氧化硅作為負載劑制備了一系列具有相轉(zhuǎn)移功能的負載型納米鐵及其雙金屬

2、合金催化劑，并應(yīng)用于勝利油田稠油的降粘實驗。主要研究內(nèi)容和研究結(jié)果包括以下幾個方面:
　　1、負載型催化劑的制備及表征
　　分別以FeCl3、NiCl2、 CuCl2為前驅(qū)體，在SiO2存在下用硼氫化鈉還原得到具有相轉(zhuǎn)移功能的負載型納米鐵及其雙金屬合金催化劑，并對其形成機理進行了探討。采用TEM、IR、XRD、BET等分析手段對所制得的催化劑進行了表征，結(jié)果表明:經(jīng)過負載后的零價納米鐵及其雙金屬合金（Fe/SiO2、Fe/N

3、i/SiO2、Fe/Cu/SiO2）具有較好的分散性，無明顯團聚現(xiàn)象，微粒呈球形。XRD分析顯示該方法制備的零價納米鐵及其雙金屬合金呈微晶結(jié)構(gòu)。與未負載的樣品相比，負載后的樣品的微粒尺寸明顯減小，只有2～5nm，比表面積與總孔徑體積顯著增大，同時具有相轉(zhuǎn)移功能。
　　2、催化劑對勝利油田稠油進行催化降粘效果評價
　　在對勝利油田稠油降粘效果評價中，負載后的納米鐵及其合金催化劑對稠油的降粘效果明顯優(yōu)于相同條件下的無負載催化劑。

4、一般地，稠油的粘度隨著催化劑的加入量的增加而下降，當達到一定濃度時，粘度基本保持不變。其中，F(xiàn)e/SiO2-2的添加量為1.0％時，在150℃，反應(yīng)24 h后，對稠油的降粘效果較好，粘度由原來的184 Pa·s降低到42 Pa·s，降粘率達到了77％。當反應(yīng)條件相同時，所制備的各種催化劑對稠油的降粘效果由大到小為: Fe/SiO2-2＞Fe/Cu/SiO2-2＞Fe/Ni/SiO2-2＞Fe/SiO2-3＞Fe/Cu/SiO2-3＞Fe

5、/Ni/SiO2-3＞Fe/Ni＞Fe/Cu＞Fe。
　　3、考察催化劑在不同反應(yīng)溫度(120℃、150℃、180℃)和不同反應(yīng)時間(12～72 h)條件下對稠油催化降粘效果的影響，結(jié)果表明:當溫度越高時，催化劑對稠油的降粘效果越好，而且負載后的催化劑的降粘效果明顯優(yōu)于未負載催化劑，其中，DNS-2作為負載劑時催化劑對稠油的降粘效果由于DNS-3。當溫度升高到180℃時，所有催化劑的降粘效果與低溫下相比相對較好。當反應(yīng)時間不同時，