[发明专利]一种应用于稠油降粘的磁性MoS2

说明书

本发明涉及一种应用于稠油降粘的磁性MoS₂纳米颗粒催化剂及其制备方法，包括步骤如下：(1)将钼源、硫源、磁源和非极性有机溶剂混合，加热回流反应，固液分离，得到磁性MoS₂纳米颗粒固体；(2)将磁性MoS₂纳米颗粒进行热处理，得到磁性MoS₂纳米颗粒催化剂。本发明所涉及的原料制备方法简单，产品具有高活性、高选择性以及高稳定性，且可利用其磁性回收利用，解决了传统MoS₂制备成本高昂，反应后很难回收导致实际应用中消耗量巨大的问题，具有重要实际应用意义。

技术领域

本发明涉及一种磁性MoS₂纳米颗粒催化剂及其制备方法和应用，属于催化剂技术领域。

背景技术

稠油是一种潜力巨大的非常规烃类资源。中国是世界四大稠油国之一，稠油资源极为丰富。如何高效开发和利用稠油资源，已成为石油行业亟需解决的问题。在稠油开采方面，近 20年来国内外已发展了若干方法，如热采(火烧油层、电加热、蒸汽吞吐和蒸汽驱)、生物降解、物理开采(磁降凝降黏、声波采油、水平井等)等。其中，利用催化剂在地下对原油进行化学降粘是有效途径。另一方面，即便利用非催化降粘方法将原油采出，也需要将其粘度降低，以方便后续的管输和炼制。这不仅适用于我国的稠油，也适用于进口稠油，如加拿大的油砂和委内瑞拉的稠油。因此，可用于稠油降粘的催化剂的开发是稠油利用的关键途径。

催化剂的选择对稠油降粘至关重要。二硫化钼(MoS₂)是一种具有层状结构的过渡金属硫化物，经过适当处理的MoS₂纳米材料具有高比表面积、高电子迁移率、良好的热导率和优异的机械性能，甚至表现出比石墨烯更为优越的电子性能和低能量耗散特征，可用作催化剂用于稠油降粘。MoS₂纳米材料的制备有多种方法。专利US4243553Al公布了一种采用硫代钼酸盐在惰性气氛下300～800℃高温煅烧制备高比表面的MoS₂纳米材料的方法。该方法制备条件苛刻，对设备环境的要求较高，且需要用到有毒气体H₂S等，所得的产物不易分散。专利 CN107500358A公开了在含无机盐的有机溶剂中，通过超声剥离粉末MoS₂制备MoS₂纳米片的方法。然而该方法操作复杂，制备量小，不适合大规模生产。

近年来，以含钼无机盐和含硫有机小分子为原料，通过热解制备MoS₂纳米材料的方法受到广泛关注。其中，以水为溶剂的水热法被广泛报道，如专利CN105776335B(球形MoS₂)、 CN105366725B(MoS₂纳米花)、CN201310657258.4(MoS₂纳米片)、CN201410436988.6(MoS₂纳米花球)、CN201410436549.5(MoS2纳米花)、CN201611036459.2(花状、球状和圆柱状MoS₂)。除了纯水，还可以使用水/乙醇混合溶剂制备纳米MoS₂，如专利CN111233040A。此外，利用非水溶剂的制备方法也已见诸报道。专利CN111229258A报道了一种在二甘醇、丙三醇等高粘度溶剂中制备MoS₂加氢催化剂的方法；专利CN106145190A和CN201510863980.2分别公布了咪唑类离子液体中MoS₂纳米管和多面体中空MoS₂微粒的方法。然而，这些方法所涉及的MoS₂纳米材料的制备，均是在极性溶剂中进行的。考虑到MoS₂纳米材料最终要应用于非极性的稠油中，开发非极性有机溶剂中制备MoS₂纳米材料的方法是必要的。以此获得的材料，与极性溶剂中制得的材料相比，其表面疏水性更强，预期在稠油中具有更好的分散性。