二維碳材料負(fù)載的鐵鎳復(fù)合材料的制備及其對(duì)稠油的催化降粘作用.pdf

1、稠油作為一種儲(chǔ)量豐富的非常規(guī)油藏，其開采對(duì)于解決我國能源供需緊張的局面具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)意義。但由于稠油具有高粘度和低流動(dòng)性等特點(diǎn)，使其難以開采和運(yùn)輸，因此降低稠油的粘度是解決稠油經(jīng)濟(jì)高效開發(fā)利用的重要途徑。目前加熱降粘技術(shù)在稠油油藏的開采中應(yīng)用最為廣泛，但這種技術(shù)開采效率較低，且不能從根本上降低稠油的粘度。催化裂解降粘技術(shù)是在高溫?zé)崃l件下，向油層中加入催化劑，使稠油發(fā)生熱裂解反應(yīng)，最終降低稠油粘度的開采技術(shù)。這種方法能夠通過降

2、低稠油中重質(zhì)組分的含量從根本上不可逆地降低稠油的粘度，同時(shí)提高飽和烴、芳香烴等小分子物質(zhì)的含量，改善稠油的品質(zhì)。本文以鐵鹽和鎳鹽為原料，以葡萄糖為碳源，通過惰性氣體保護(hù)，采用高溫煅燒的方法合成了系列石墨烯負(fù)載鐵(Fe/Graphene，簡(jiǎn)稱FeG)和二維碳負(fù)載鎳(Ni/Carbon，簡(jiǎn)稱NiC)催化劑，考察了其對(duì)不同粘度稠油的催化降粘作用。同時(shí)通過對(duì)元素分析和稠油四組分分離結(jié)果的分析，以及對(duì)回收催化劑的表征，研究了兩種催化劑的催化降粘機(jī)

3、制。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用高溫煅燒的方法成功地制備出了多層石墨烯負(fù)載的金屬鐵催化劑以及二維多孔碳負(fù)載的金屬鎳催化劑。透射電子顯微鏡分析（TEM）的結(jié)果表明金屬鐵和金屬鎳顆粒都能夠均勻地分散在二維的碳材料表面。粉末X-射線衍射（XRD）的結(jié)果顯示反應(yīng)前后催化劑的結(jié)構(gòu)變化甚微，說明該催化劑具有良好的穩(wěn)定性。這種二維的碳材料具有較大的比表面積，因而能接觸更多的稠油，有利于稠油的催化裂解；同時(shí)鐵、鎳納米顆粒表面也能夠提供更多的催

4、化活性位點(diǎn)。⑵不同鐵含量的FeG催化劑，即FeG2-3，F(xiàn)eG3-3，F(xiàn)eG4-3，對(duì)勝利油田稠油表現(xiàn)出了不同的催化降粘效率，對(duì)粘度為80500 mPa·s的原油的降粘率分別為52.5％，58.6%，64.0%。通過分析反應(yīng)前后原油四組分的變化以及元素含量的變化，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后原油中膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的含量減少，而飽和烴與芳香烴的含量增加；催化劑NiC2-3，NiC3-3，NiC4-3對(duì)不同原油的降粘作用表現(xiàn)出了差異性。對(duì)粘度為80500 mPa