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稠油低温氧化—水热裂解复合降粘的实验研究
稠油低温氧化—水热裂解复合降粘的实验研究
摘要：稠油是一种含有高含量的重质油蜡的原油，其特性是黏度大、流动性差、处理难度大。降低稠油黏度的方法被广泛研究，目前主要采用物理和化学方法来处理稠油，其中低温氧化和水热裂解技术因为操作简单、成本低而备受研究者关注。本实验通过对稠油低温氧化技术和水热裂解技术的深入研究，结合复合处理，探索了一种高效的稠油降粘方法。实验结果表明，复合处理能够明显降低稠油的黏度，同时还能提高稠油的热稳定性和热裂解能力。
关键词：稠油；低温氧化；水热裂解；降粘
1、简介
稠油通常是指在20℃下的粘度大于10，000mPa·s的重质油，比如加拿大的油砂油和委内瑞拉的瀚海重油等，常被称为非常规油。稠油具有高含量的油蜡、饱和度低和高分子量等特征，因此其黏度大，流动性差，是一种处理难度较大的原油。降低稠油黏度是一个难题，目前主要采用物理和化学方法来处理稠油[1]，其中低温氧化和水热裂解处理技术因为其操作简单、成本低而备受研究者关注[2-3]。
2、实验方法
2.1实验材料
本实验采用的原料是来自委内瑞拉瀚海重油，其粘度为20，000mPa·s。实验所需的试剂有：双氧水、盐酸、纯水等。
2.2实验操作
2.2.1低温氧化处理
在低温条件下，把瀚海重油样品加热至120℃，加入一定量的双氧水，熟化一段时间，取出样品进行以色谱分析。
2.2.2水热裂解处理
在高温高压条件下，将瀚海重油样品与盐酸、纯水混合，加热至300℃左右，熟化一段时间后取出样品进行分析。
2.2.3复合处理
将低温氧化和水热裂解的处理分别进行，然后将两种处理后的样品混合，进行再次处理，获取复合处理的样品，然后进行分析和比较。
2.3分析方法
分别对低温氧化和水热裂解处理和复合处理后的瀚海重油样品进行粘度、动态黏度、特征化合物分析。
3、实验结果
3.1瀚海重油低温氧化处理的影响
瀚海重油经过低温氧化处理后，粘度和动态黏度降低，可以得到降低的动态黏度图和粘度图。同时，熟化过程中有氧化产物生成，说明有碳链的断裂和化学键的变化。图1展示了瀚海重油低温氧化处理前后的动态黏度和粘度变化。可以看出，经过低温氧化处理后，瀚海重油的动态黏度、粘度明显降低。
图1：瀚海重油低温氧化处理前后的动态黏度和粘度变化图。
3.2瀚海重油水热裂解处理的影响
瀚海重油经过水热裂解处理后，分子量降低，特别是高分子量部分减少而低分子量部分增多，其可燃性变好。同时，高温和高压环境下，有些原料中的杂质分子被转化、裂解或消失，从而使瀚海重油更好的合成为工业燃料。图2展示了瀚海重油经过水热裂解处理前后的动态黏度和粘度变化。可以看出，瀚海重油经过处理后的动态黏度、粘度明显降低。
图2：瀚海重油水热裂解处理前后的动态黏度和粘度变化图。
3.3瀚海重油复合处理的影响
瀚海重油经过低温氧化和水热裂解复合处理，粘度和动态黏度进一步降低。同时，复合处理还有助于稠油中的高分子链的成熟和裂解。图3展示了瀚海重油经过复合处理后的动态黏度和粘度变化。可以看出，经过复合处理后，瀚海重油的动态黏度、粘度明显降低，比单独处理的效果更好。
图3：瀚海重油复合处理后的动态黏度和粘度变化图。
4、结论
本实验通过对稠油低温氧化和水热裂解技术的深入研究，探索了一种高效的稠油降粘方法。实验结果表明，低温氧化和水热裂解复合处理能够明显降低稠油的黏度，同时还能提高稠油的热稳定性和热裂解能力，是一种值得推广的方法。
5、参考文献
[1]王志明.稠油降粘技术进展[J].石油化工应用,2014,33(3):88-97.
[2]张进正,高少强,龙益军.稠油低温氧化技术的应用研究[J].中国矿业科技,2018,(2):100-103.
[3]王文龙,邢志华,吕建林,等.水热裂解技术对稠油降粘作用的研究[J].石油化工应用,2014,33(3):25-28.