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注空气催化氧化渤海稠油降粘工艺可行性探讨

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空气 催化 氧化 渤海 稠油降粘 工艺 可行性 探讨
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第30卷第6期 2008年12月 西南石油大学学报(自然科学版) O 章编号:1000—2634(2008)06—0141—04 注空气催化氧化渤海稠油降粘工艺可行性探讨 唐晓东 ,崔盈贤 ,孟科全 ,周郁良。,刘晓辉。 (1.“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学,四川成都610500; 2.西南石油大学化学化工学院,四川成都610500;3.中国石油吐哈油田分公司,新疆鄯善838202) 摘要:针对稠油进行了室内空气氧化探索实验,检测和分析了氧化稠油酸值以及尾气中含氧量变化,证实 了稠油注空气催化氧化机理,并从理论和技术上论述了该技术的可行性;研究表明:稠油催化氧化有一定效果,氧化 5 气中积分数)从空气中的21%消耗低至仅2.5%;在稠油50 g,催化刺用量1.4%,空气压力O.7 应温度90℃,氧化48 h,加水6o%,300 r/海上稠油进行催化氧化降粘实验,粘度由 2004s,降粘率可达95.0%。 关键词:注空气;催化氧化;稠油;降粘开采;可行性探讨 中图分类号: 文献标识码:A 0.3863/j.000—2634.2008.06.034 引 言 我国重油沥青资源分布广泛,已在了70多个重质油田,预计资源量可达300×10 …,而海上发现的石油储量70%也属于稠油;随着 轻质油储量的减少及开采技术的不断进步,21世纪稠 油开采比重将会不断增大。工业应用表明,任何单一 的稠油开采技术要大幅度提高其最终采收率比较困 难,稠油粘度高、密度大、采收率低,因此降低稠油粘 度、提高采收率一直是稠油开采的关键问题。 文章将多种开采技术及作用机理于一体,探索 稠油注空气低温催化氧化降粘的可行性。在开采过 程中,注入一种水溶性或油溶性催化剂,将高温高压 空气注入油层,在焖井/驱替期间催化剂一高温空气 缓慢催化氧化稠油,在油层就地产生热量,生成烟道 气和表面活性剂,降低稠油粘度和改善油水界面张 力,达到提高其采收率的目的。 1 注空气催化氧化降粘工艺理论分析 稠油注空气催化氧化开采技术是将烟道气驱、表 面活性剂驱、热采及催化裂解改质降粘等多种技术于 一体的创新型技术。国内外对轻油油藏注空气氧化 提高采收率研究较多,已在实验研究及现场试验方面 取得了良好效果_2等" 在油藏温度 110~120℃下,空气氧化约7 d,0 几乎全部消耗完 毕,产生很多7%一9.2%),采收率达70%。稠 油高温(约500℃)燃烧采油技术在国外也有报道 J。 对于稠油或渣油氧化裂解方面有一些类似报 道:王子军等 采用钌离子催化氧化胜利减压渣油, 结果表明高选择性地将芳香碳转化为/或一质反应如下: + ◎ ◎一 n 军等 采用钌离子催化氧化中原、塔里木、 胜利和辽河原油中分离的4种沥青质,结果表明沥 青质也发生了如下氧化裂解反应。 ~Y 0r l" }收稿日期:2008—01—21 基金项目:国家高技术研究发展863计划项目(2006中国石油中青年创新基金项目(06 作者简介:唐晓东(1963一),男(汉族),四川平昌人,教授,主要从事石油炼制与化工、天然气加工等方面的研究和教学工作。 142 西南石油大学学报(自然科学版) 2008年 一 :处理重质原油和沥 青质,重质原油和沥青质戊烷可溶物分别由68%和 22%增至86%和40%,国内学者对独山子常压渣油 (初馏点约250 似稠油)进行间歇臭氧氧化裂 解实验,40~200℃馏分25%、200~330 4%。可见,稠油氧化裂解在理论上具有可行性。 作者在完成中石油股份公司项目《直馏柴油催 化氧化脱硫技术研究》中,对催化剂体系进行研 究¨卜 发现,许多催化剂具有非常好的氧化裂解活 性。在160℃、常压下,用自制催化剂(有机锌盐,用 量0.1%),空气氧化柴油60 收率仅80%, 20%的油品被催化裂化为气体组分。相同条件下对 减二线馏分油进行氧化实验,收率仅约83%,有 17%的组分产生裂化。在120℃、18 别 采用n、o、,生成的低分子产物(b.诤 144 西南石油大学学报(自然科学版) 2008正 条件下,稠油粘度由2 004 , 降粘率达95%。 (3)稠油注空气催化氧化降粘技术集热采、催 化氧化、注N 、表面活性剂驱等多种机理于一体,在 理论和技术上都为前述相关结论所证实,因此具有 可行性。下步实验室将模拟地层,进行岩芯及填砂 管驱油实验研究。 , 参考文献: 于连东.世界稠油资源的分布及其开采技术的现状与 展望[J].特种油气藏,2002,8(2):98—103. 张旭,刘建仪,孙良田,等.注空气低温氧化提高轻质油 气藏采收率研究[J].天然气工业,2004,24(4):78. 。Se$of C].6954,2004. 徐冰淘,杨占红,刘滨,等.吐哈盆地鄯善油田注空气实 验研究[J].油气地质与采收率,2004,11(6):56—6O. 唐晓东,何柏,崔盈贤,等.直馏柴油催化氧化脱硫工艺 中试研究(I)[J].西南石油大学学报,2007,29(4): . 唐晓东,何柏,崔盈贤,等.直馏柴油催化氧化脱硫工艺 中试研究(J].西南石油大学学报,2007,29(5): [7] .用注空气(提高残余低粘油采收率 [J].国外油田工程,2000,16(7):5—7. [8] G .稠油冷采油藏的注空气开采技术[J].国外 油田工程,2003,19(3):1—7. [9] 王子军,梁文杰,阙国和,等.钌离子催化氧化法研究胜 利减压渣油组分的化学结构[J].石油学报(石油加 工),1997,13(4):1—8. [10] 朱军,郭绍辉,李术元.钌离子催化氧化研究石油沥青 质芳香环系结构特征[J].燃料化学学报,2002,30 (5):433~437. [11]唐晓东,刘亮.一种柴油催化氧化脱硫的方法:中国, 10040923.6[P].2004. [12]唐晓东,王豪,周建军,等.柴油非加氢脱硫技术的研 究进展[J].西南石油学院学报,2003,25(4):58—61. [13]唐晓东,崔盈贤,何柏.柴油气一液一固催化氧化脱硫 研究[J].西南石油大学学报,2007,29(21):95—97. [14] 唐晓东,安蓉,崔盈贤,等.馏分油脱酸剂技术的应用 研究[J].西南石油大学学报,2006,28(4):78—81. [15] 唐晓东,刘亮,税蕾蕾.直馏柴油催化氧化脱硫均相催 化剂的制备与评价[J].化工学报,2005,56(4):642. [16]唐晓东,崔盈贤,于志鹏,等.直馏柴油的选择性氧化 脱硫[J].石油学报(石油加工),2006,22(1):90. (编辑:朱和平) 《西南石油大学学报》(自然科学版)被评为 中国高校优秀科技期刊 2008—11—23,教育部科技司、中国高校自然科 学学报研究会组织在福建举行了第2届中国高校精 品、优秀、特色科技期刊奖颁奖大会。大会表彰了精 品、优秀、特色科技期刊,我校学报自然科学版被评 为“中国高校优秀科技期刊”。教育部科技司、新闻 出版总署综合司、中宣部出版局领导出席了颁奖大 会。本次会议还进行了学术报告会及专题讨论会。 (学报中心) 1{]J 1j]J
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