稠油水热裂解

稠油降黏方法综述稠油是沥青质和胶质含量较高、粘度较大的原油。

世界稠油、超稠油和天然沥青的储量约为1000×108t。

稠油资源丰富的国家有加拿大、委内瑞拉、美国、前苏联、中国、印度尼西亚等，因此研究稠油降黏对稠油的开采具有重要的意义。

标签：稠油；高黏度；降黏1 稠油的基本特点稠油中富含胶质、沥青质，且含有较多的硫、氧、氮等元素和镍、钒等金属化合物。

稠油是一种胶体系统，沥青质是分散相，胶质为胶溶剂，油分为分散介质。

稠油中所含的超分子结构是其即使在较高的温度下也具有较高黏度的根本原因。

根据目前的研究，稠油降黏主要从以下两个方面入手：降低原油中金属杂原子及其赖以存在的沥青质与胶质的含量或减少体系中大分子的数量。

2 稠油热采技术稠油热采是应用了稠油对温度的高敏感性。

温度升高稠油黏度降低。

升高温度可以降低稠油的黏度，提高油层的流动性。

目前的热采方法主要有：蒸汽吞吐法、蒸汽驱法、火烧油层法。

2.1 蒸汽吞吐采油蒸汽吞吐就是先向油井注入一定量的蒸汽，关井一段时间，待蒸汽的热能向油层扩散后，再开井生产的一种开采重油的增产方法。

蒸汽吞吐作业的过程可分为三个阶段，即注汽、焖井及回采。

2.2 蒸汽驅采油蒸汽驱采油是稠油油藏经过蒸汽吞吐采油之后，为进一步提高采收率而采取的一项热采方法，因为蒸汽吞吐采油只能采出各个油井附近油层中的原油，在油井与油井之间还留有大量的死油区。

蒸汽驱采油，就是由注入井连续不断地往油层中注入高干度的蒸汽，蒸汽不断地加热油层，从而大大降低了地层原油的黏度。

注入的蒸汽在地层中变为热的流体，将原油驱赶到生产井的周围，并被采到地面上来。

2.3 火烧油层采油火烧油层是一种用电的、化学的等方法使油层温度达到原油燃点，并向油层注入空气或氧气使油层原油持续燃烧的采油方法。

但实施工艺难度大，不易控制地下燃烧，同时高压注入大量空气的成本又十分昂贵，因此，虽然此种方法的采收率很高，甚至高达80%以上，但油田很少采用。

稠油裂解机理稠油是指粘度高、密度大、硫含量高、含水量大的油藏产物。

稠油储量丰富，但是由于其处理难度大，使得其开采和利用面临诸多难题。

稠油裂解技术就是一种有效地解决稠油难题的方法之一。

本文将介绍稠油裂解机理。

1.稠油裂解简介稠油裂解技术是将稠油通过加热、氢化等方式，将其分解成较轻质的石油产品、液化气和其他有价值的化学品。

这种技术可以有效地提高稠油资源的开采和利用效率，同时也可以降低环境污染程度。

2.稠油裂解技术的机理稠油裂解技术主要分为热裂解和催化裂解两种。

其中，热裂解技术是利用高温和高压将稠油分解成较轻质的石油产品，其机理比较简单。

而催化裂解技术则是利用催化剂催化稠油分解反应，在温和的条件下，将稠油裂解成较轻质的石油产品。

以下将分别介绍这两种裂解技术的机理。

（1）热裂解技术热裂解技术是将稠油在高温高压下，直接与其它氢气反应，将长链分子烃裂解成短链分子烃。

裂解过程中，长链分子烃原子间的键被断裂，产生了短链分子烃和一定量的氢气。

这种技术是一种非氧化的热化学反应，温度和压力是影响裂解反应效率的重要因素。

在高温高压的条件下，稠油中的长链分子烃可以在短时间内分解成短链分子烃，从而提高稠油开采和利用的效率。

（2）催化裂解技术催化裂解技术是将稠油在催化剂作用下，分解成较轻质的石油产品。

该技术可以在相对较低温度和较低氢气压力下操作，从而节约了能源和成本。

催化裂解反应是一种共价键断裂反应，在催化剂的作用下，稠油中的长链分子烃与氢气反应，生成短链分子烃和水。

在这个过程中，催化剂作为反应的催化剂，可以加速烷基脱氢、脱除饱和链节和裂解芳环等反应的发生。

3.催化剂的种类与选用催化剂是催化裂解技术中非常重要的组成部分之一。

一般来说，催化剂的选择会直接影响到裂解反应的效率和产品种类。

根据其结构和特性，催化剂可以分为非贵金属催化剂和贵金属催化剂两大类。

由于贵金属催化剂成本较高，非贵金属催化剂的应用范围更广。

目前，常用的非贵金属催化剂主要有铬、钴、钼、钯等。

2016年5月化 学 研 究307第27卷第3期 C H E M I C A L R E S E A R C Hh t t p ://h x y a .c b pt .c n k i .n e t 水溶性有机钴(I I)盐催化的稠油低温清洁水热裂解陈 刚1*,赵 巍1,宁 阳1,张 洁1,李永飞1,宋 华2(1.西安石油大学化学化工学院,陕西西安710065; 2.卡尔加里大学化学与石油工程学院,加拿大卡尔加里T 2N 1N 4)摘 要:为了开发新型稠油低温清洁水热裂解催化体系,合成了系列钴盐催化剂,用于低温下催化稠油热裂解,利用高温高压反应釜模拟井下热采条件,在反应温度为180ħ㊁反应时间为24h ㊁催化剂C o -3加量为0.5%,稠油降黏率可达到84.5%.稠油组分分析表明:水热裂解催化反应后,胶质㊁沥青质等重质组分含量减少;T G A 和G C 显示稠油经水热催化裂解反应后,轻质组分含量明显增加.关键词:稠油;水热裂解;有机钴(I I)盐催化剂;低温;降黏中图分类号:T E 345文献标志码:A文章编号:1008-1011(2016)03-0307-05A q u a t h e r m o l y s i s o f h e a v y o i l a t r e l a t i v e l y l o wt e m pe r a t u r e c a t a l y z e db y w a t e r -s o l u b l e o r ga n i cC o I I s a l t C H E N G a n g 1* Z H A O W e i 1 N I N G Y a n g 1 Z HA N GJ i e 1 L IY o n gf e i 1 S O N G H u a 21 C o l l e g e o f C h e m i c a lE n g i n e e r i n g X i a nS h i y o uU n i v e r s i t y Xi a n 710065 S h a a n x i C h i n a 2 D e p a r t m e n t o f C h e m i c a l&P e t r o l e u m E n g i n e e r i n g U n i v e r s i t y o f C a l g a r y C a l g a r y Al b e r t aT 2N 1N 4 C a n a d a A b s t r a c t I n t h i s p a p e r ,a s e r i e s o f o r g a n i cC o -s a l t sw e r e p r e p a r e d a s t h e c a t a l ys t s f o r t h e c a t a -l y t i c a q u a t h e r m o l y s i s o f h e a v y o i l a t r e l a t i v e l y l o wt e m p e r a t u r e .T h e d o w n h o l e t h e r m a l r e c o v e -r y w a s s i m u l a t e d i n t h eh i g hv o l t a g e a n d t e m p e r a t u r e r e a c t o r t o e v a l u a t e t h e c a t a l y t i c v i s c o s i t y r e d u c t i o no f t h eh e a v y o i l .U n d e r t h e b e s t c a s e i nw h i c h t h e a d d i n g a m o u n t o fC o -3w a s 0.5%,t h e r e a c t i o n t e m p e r a t u r ew a s 180ħa n d t h e r e a c t i o n t i m ew a s 24h ,t h e h e a v y o i l v i s c o s i t y re -d u c t i o n r a t i o r e a c h e d t o 84.5%.C o m p o s i t i o na n a l y s i sof t h eh e a v y oi l s h o w s t h a t t h e c o n t e n t s o f r e s i na n da s p h a l t e n ed e c r e a s e da f t e r t h er e a c t i o n .T Ga n dG Ca n a l y s i ss h o wt h a t t h e l i g h t c o m p o n e n t s i n c r e a s e d a f t e r t h e a q u a t h e r m o l ys i s .K e yw o r d s :h e a v y o i l ;a q u a t h e r m o l y s i s ;o r g a n i cC o (I I )s a l t c a t a l y s t ;l o wt e m p e r a t u r e ;v i s c o s i -t y re d u c t i o n 收稿日期:2015-12-15.基金项目:陕西省科技计划项目 多功能原油流动性改进剂的研制(2012K J X X -40),陕西省教育厅科研计划项目 低渗透油田原油组分特征及其低温流动性改进研究(2013J K 0647).作者简介:陈 刚(1977-),男,教授,研究方向为绿色油田化学品研究与应用.*通讯联系人,E -m a i l :g a n g c h e n@x s yu .e d u .c n .近年来,随着常规原油的不断采出,其储量不断的减少,与此同时,稠油的开采比重也日益增加.中国是世界四大稠油国之一,稠油资源十分丰富.我国稠油的特点是胶质㊁沥青质含量高,轻质组分含量少,且稠油的黏度对温度十分敏感,其黏度随温度的增加而急剧下降.稠油的开采方法主要分为以蒸汽吞吐㊁火烧油层和蒸汽驱为主的热采法,微生物采油法,冷采法,稠油改质降黏和化学降黏开采等[1-2].火烧油层法虽然在一定程度上会降低稠油的黏度,但此过程形成的焦炭易造成油层的堵塞,严重腐蚀设备[3].蒸汽驱法和蒸汽吞吐法虽然对普通稠油的开采有较好的作用,但此过程形成的硫化物会腐蚀采油钻具以及输油管线,从而造成极大的安全隐患[4].微生物采油法难以得到推广的主要原因在于费用高和生产周期长[5].化学降黏法因加入的化学药剂在某种程度上会造成地层严重污染,且降黏效Aut ho r 'sp ro o f308化学研究2016年果普遍不好.因此,稠油就地催化水热裂解成为近年来备受世界各国关注的新技术.稠油的水热裂解降黏方法是指在注入蒸汽的同时,给予油层合适的催化剂和助剂,使得稠油在催化剂及其助剂的作用下,降低了反应活化能,且稠油中的重质组分在水热条件下发生水热裂解反应,有效的降解为含碳数较少的轻质组分,稀释了未发生裂解反应的稠油,从而在一定程度上改变了稠油的结构组成,使得稠油的黏度发生不可逆转的降低.现阶段,国内学者已经对国内一些油田的稠油样品进行了室内及现场的水热裂解实验研究,室内研究显示在200ħ以上才能有效地降黏,在应用时一般注入300ħ左右的蒸汽,运行成本高[6].且目前该项技术的核心催化剂为油溶性过渡金属盐,反应后基本滞留于原油中,这些金属盐尤其是N i(I I)盐的使用对油品的品质造成伤害,会增加后续加工过程的负担.鉴于此,选择高效率㊁低成本㊁对原油品质影响小且具有广普适温性能的催化剂是实施稠油水热裂解实验反应的重要因素.本研究制备了系列C o(I I)盐催化剂,在较低的温度下催化稠油水热裂解,实现了稠油黏度的明显下降,且该系列催化剂水溶性好㊁制备工艺简单快捷,利于现场应用;所合成的此类催化剂不溶于稠油,不会增加稠油中金属离子的含量,因而具有保护原油品质的作用[7].1实验部分1.1仪器与材料G s型高温高压反应釜㊁变频滚子加热炉(B G R L-5,青岛同春石油仪器有限公司)㊁傅立叶红外光谱仪(N i c o l e t5700,美国热电有限公司)㊁旋转黏度计(N D J-8S,上海昌吉地质仪器有限公司)㊁气相色谱仪(H P-G C6890,美国安捷伦公司)㊁T G A-D S C热分析仪(T G A/D S C2,梅特勒-托利多国际股份有限公司).稠油油样取自西部某油田,催化剂为自制C o型水溶性有机酸钴盐类催化剂.所用化学试剂均为分析纯,使用前未经进一步纯化.1.2催化剂的制备在100m L烧杯中分别将氯化钴和柠檬酸钠按物质的量比1ʒ1㊁氯化钴和酒石酸钾钠按物质的量比1ʒ1,氯化钴和乳酸钠按物质的量比1ʒ2溶于适量水中,搅拌均匀后配制成一定浓度溶液,待用.催化剂命名分别为C o-1㊁C o-2㊁C o-3.1.3水加量对稠油水热裂解反应的影响由于所制备的系列C o(I I)盐催化剂易溶于水,因此水加量的多少对于稠油水热裂解降黏效果可能会有一定的影响.将水/油按照不同的体积比分别放置到反应釜中,在180ħ㊁24h下进行原油水热裂解.反应完毕后,冷却至50ħ左右,取出原油,分离掉水分之后测定反应后油样的黏度,以未处理的油样为空白.1.4催化剂性能评价在反应釜中称取一定质量的催化剂和水,搅拌使催化剂充分溶解,按照水/油为0.3(质量比)的比例将原油加入到反应釜中密闭,180ħ下辊动加热24h.冷却后,测定反应后原油的凝点和黏度[2].1.5稠油热重分析取3~8m g左右的油样,放入已知重量的S i O2样品池中,置入T G A-D S C热分析仪内样品台称重.采用氮气保护,流速为20m L/m i n,升温速率为20ħ/m i n,记录30~600ħ原油的质量变化.1.6饱和烃组分气相色谱分析H P-5型毛细管色谱柱(0.32mmˑ30m,0.25μm);氢气流量40m L/m i n,空气流量360m L/ m i n,载气为氮气,载气流量为20m L/m i n.进样口温度为300ħ,检测器温度270ħ,程序升温:起始温度70ħ,保持0.5m i n;以50ħ/m i n的速率升温至100ħ,保持0.5m i n;再以10ħ/m i n速率升温至280ħ,保持2.00m i n.分流进样,分流比为5.0ʒ1.0,进样量为1μL.1.7稠油族组成分析采用N B/S H/T0509-2010‘石油沥青四组分测定法“[8],测定裂解前后的稠油族组成.1.8红外光谱表征采用液膜法,对稠油反应前后胶质组分进行红外表征.2结果与讨论2.1水加量对原油水热裂解的影响首先考察了水的加量对水热裂解反应的影响,分别按照体积比水/油=0㊁0.1㊁0.2㊁0.3㊁0.4㊁0.5㊁0.6的水和稠油置于反应釜中,180ħ下密闭反应24h.反应结束后,待其冷却,测定反应后原油的黏度,结果如图1所示.由图1可知,稠油单独经过热处理反应后,黏度有所降低,但降低的幅度不大.稠油与水混合热处理后,黏度下降明显,当水/油比在0~0.3时,随着水量的增加,原油的降黏幅度明显增大,当水/油在0.3~0.6其降黏幅度变化较小.这可能和稠油的结构组成等有一定的关系,当水/油小于0.3时,为层流状态,不能形成稳定的体系[9],越过水/油A u t h o r's pr o of第3期陈 刚等:水溶性有机钴(I I )盐催化的稠油低温清洁水热裂解309体积比0.3这个转相点,水变为分散相,油变为连续相,原油黏度升高,降黏幅度有所减小[10].故后续实验所采用的水/油比为0.3.图1 水对稠油水热裂解降黏的影响F i g .1 I n f l u e n c e o fw a t e r o n t h e v i s c o s i t y of a q u a t h e r m o l y s i sh e a v y oi l 2.2 稠油水热裂解改质对稠油凝点的影响采用上述反应条件和水/油体积比0.3,另加入占稠油0.5%的催化剂于反应釜中,在180ħ下反应24h ,反应后油样凝点降幅如表1所示,降黏幅度如图2所示.表1 稠油水热裂解后凝点的变化T a b l e 1 C h a n g e s o f t h e p o u r p o i n t o f t h e a q u a t h e r m o l y s i sh e a v y o i l C a t a l y s t D e c r e a s e o f c o n d e n s a t i o n p o i n t/ħC o -11.2C o -22.4C o -34.3由表1可知,合成的3种催化剂对原油凝点的降低均有一定的作用,这是由于催化剂可以在一定程度上破坏重质组分分子骨架中的某些弱的化学作用,同时使C -S 键断裂,促使其向饱和烃和芳香烃转化,从而就降低了稠油中重质组分的含量,使得稠油的凝点在一定程度上有所降低.由图2可知,所合成的三种催化剂对稠油的水热裂解具有不同的催化作用,其中催化剂C o -3的催化效果最好,使原油在40ħ下黏度降低了84.5%,因此后续反应中采用C o -3进行进一步的研究.2.3 催化剂用量对稠油水热裂解的影响以C o -3作为催化剂㊁水/油体积比为0.3,考察催化剂不同加量对稠油水热裂解反应后黏度的影响,结果如图3所示.由图3可知,稠油经过水热裂解反应后,其黏度随催化剂C o -3加入量的增加而有所下降;催化剂加量超过0.5%之后,降黏幅度变化不大,降黏率也趋平稳.由图3可知,催化剂C o -3的最佳用量为0.5%.当催化剂加入量过大时,稠油黏度降幅则变化较小.这是由于当加入的催化剂中金属离子浓度过大时,稠油会与金属离子发生络合反应,导致稠油的降黏率有所减小,因此,加入催化剂的量要适当[11-12].图2 不同催化剂对稠油水热裂解效果的影响F i g .2 E f f e c t o f c a t a l y s t s o n t h e v i s c o s i t y of a q u a t h e r m o l y s i sh e a v y oi l 图3 催化剂C o -3用量对稠油水热裂解效果的影响F i g .3 E f f e c t o f d o s a g e o fC o -3o n t h e v i s c o s i t y of a q u a t h e r m o l y s i sh e a v y oi l 2.4 稠油热重分析分别对C o -3催化原油水热裂解反应前后的原油进行热重分析,结果如图4所示.由图4可以看出,原油催化水热裂解反应前后在100~330ħ失重率分别为47.46%和48.21%,反应后的稠油比未热催化裂解改质的原油失重率增加了0.75%.这说明了原油经过热催化降解反应后,部分重质组分转化成了小分子的轻烃组分,这有可能对原油的降黏和降凝产生一定的影响.2.5 稠油族组分分析将水热裂解反应前后的稠油样品进行族组成分析测试,结果如表2所示.由表2可知,稠油催化水热裂解后,饱和烃和芳香烃等轻质组分的质量分数增大,胶质及沥青质等重质组分的质量分数有所减小[6],胶质组分分别降低了11.91%㊁9.12%.沥青质组分分别降低了11.83%㊁13.66%.原因可能是轻质组分起到溶剂作用,对稠油降黏产生作用.Aut ho r 'sp ro o f310 化 学 研 究2016年图4 稠油水热裂解前后的T G A 曲线F i g .4 TG Ac u r v e s o f t h eh e a v y oi l b e f o r e a n d a f t e r a q u a t h e r m o l ys i s 表2 稠油水热裂解前后的族组成分析T a b l e 2 C o m p o s i t i o no f h e a v y oi l b e f o r e a n da f t e r t h e a q u a t h e r m o l y s i s /%C o m p o s i t i o n B e f o r ea q u a t h e r -m o l y s i s A f t e ra q u a t h e r -m o l ys i s A f t e ra q u a t h e r m o -l y s i s w i t h C o -3s a t u r a t e d h yd r o c a r b o n 42.1354.4758.97a r o m a t i c 19.7031.1025.64re s i n13.701.794.58a s ph a l t e n e 24.4712.6410.812.6 稠油饱和烃组分分析分别对催化剂C o -3对稠油水热裂解前后的饱和烃组分进行气相色谱分析,结果如图5和图6所示.由图5和图6可知,反应后2.5㊁2.6㊁2.7㊁3.6m i n 处的轻质组分含量增加明显,而8m i n 之后的高碳烃类组分变化不大.随着轻质组分的增多,重组分的溶解度也有所增加,从而在一定程度上改善了原油流动性,可以降低稠油黏度和凝点,从而提高稠油的品质.这与热重分析结果相一致.这是由于稠油水热裂解后,沥青质㊁胶质等重质组分发生了裂解反应,杂原子减少,分子间作用力减弱,且稠油分子间的聚集形态由于部分大分子的重质组分转化为小分子的饱和烃㊁芳香烃等轻质组分,而发生了变化,从而使得稠油的黏度降低[13-16].与单纯蒸汽驱采油相比,原油水热裂解技术实现了原油性质从根本性上的改变,因此不论是从提高原油产量还是改善原油品质来讲,该技术均有广阔的应用前景[16].2.7 稠油胶质的结构变化由上述讨论可见,稠油水热裂解反应之后轻质组分增加,重质组分也有相应的减少.为了从微观结构上认识稠油水热裂解前后族组成的变化,对催化水热裂解反应前后稠油中的胶质进行了红外光谱图5 稠油反应前饱和烃组分的气相色谱图F i g .5G Co f s a t u r a t e dh y d r o c a r b o n c o m po n e n t s o f t h e h e a v y o i l b e f o r e a q u a t h e r m o l ys i s 图6 稠油反应后饱和烃组分的气相色谱图F i g .6G Co f s a t u r a t e dh y d r o c a r b o n c o m po n e n t s o f t h e h e a v y o i l a f t e r a q u a t h e r m o l ys is a :前;b:后图7 稠油水热裂解前后胶质的I R 光谱图F i g .7 I Ro f t h e r e s i n i nh e a v y oi l b e f o r e a n da f t e r a q u a t h e r m o l ys i s 研究,结果如图7所示.稠油反应后其胶质在1050㊁1120c m -1处的吸收峰消失,说明胶质组分中的不饱和基团如:C=O ㊁S=O 发生了脱硫加氢反应;2800~2900c m -1和600~900c m -1处吸收峰有所Aut ho r 'sp ro o f第3期陈 刚等:水溶性有机钴(I I)盐催化的稠油低温清洁水热裂解311减弱,这可能是由于胶质烷烃支链发生断裂,s p 3杂化的C -H 键数减少所致[17-19].这与族组分分析㊁热重分析和气相色谱分析结果一致.3 结论(1)水是影响稠油水热裂解反应的因素之一,当水/油体积比小于0.3时,稠油的降黏率随水加量的增加而增大;(2)在制备出的3种催化剂中,以催化剂C o -3催化降黏最佳,当添加量为0.5%时,可使稠油的黏度大幅度下降,降黏率最高达84.5%;(3)T G 和G C 分析显示,原油水热裂解后轻质组分含量明显增加,有利于改善原油的流动性,提高原油品质;(4)族组分测定和红外光谱分析表明,原油水热裂解后重质组分含量减少,有利于降低稠油黏度和凝点,从而提高其流动性.参考文献:[1]赵法军,刘永建,闻守斌,等.稠油水热裂解催化剂研究进展[J ].油田化学,2006,23(3):277-283.[2]张洁,李小龙,陈刚,等.水溶性配合物催化的稠油低温热裂解研究[J ].燃料化学学报,2014,42(4):443-448.[3]HA I N E S W E 主编,金静芷译.油田化学发展论文集[M ].北京:石油工业出版社,1991:257-267.[4]陈艳玲,王元庆,逯江毅.稠油水热裂解催化降黏研究的进展[J ].地质科技情报,2008,27(6):53-57.[5]俞理,于大森.产气微生物提高原油采收率微观实验研究[J ].油田化学,1994,11(2):149-151.[6]宁阳,赵巍,陈刚,等.延长油田长2原油组分特征研究[J ].化学研究,2016,27(1):92-96.[7]C L A R K P D ,H Y N EJB ,T Y R E RJD.C h e m i s t r y of o rg a n o s u l f u r c o m p o u n d t y p e o c c u r r i n g i nh e a v y oi l s a n d s :3.R e a c t i o n o ft h i o p h e n e a n d t e t r a h y d r o -t h i o -ph e n ew i t hv a n a d y l a n dn i c k e l s a l t s [J ].F u e l ,1984,63(6):1645-1649.[8]N B /S H /T0509-2010,石油沥青四组分测定法[S ].北京:中国石油化工集团公司,2010.[9]韩晓强,李爱军,刘琼.稠油含水对黏度影响探讨[J ].新疆石油科技,2010,20(4):48-50.[10]李恩田,王树立,赵会军,等.含水超稠油表观黏度的试验与研究[J ].油气储运,2007,26(11):52-55.[11]王杰祥,樊泽霞,任熵,等.单家寺稠油催化水热裂解实验研究[J ].油田化学,2006,23(6):205-208.[12]HO N GFF ,Y O N GJL ,L IGZ .S t u d i e s o n t h e s yn e r -g e t i c e f f e c t so fm i n e ra l a n ds t e a m o nt h ec o m p o s i t i o n c h a n g e s o f h e a v y o i l s [J ].E n e r g y F u e l s ,2001,15(6):1475-1479.[13]C L A R KPD ,H Y N EJB ,T Y R E RJD.C h e m i s t r y of o rg a n s u l f u r c o m p o u n d t y p e o c c u r r i n g i nh e a v y oi l s a n d s :4.T h e h i g h t e m p e r a t u r e r e a c t i o n o f h i o p h e n e a n d t e t r a h y d r o -t h i o p h e n e w i t h a q u e o u s s o l u t i o n o fa l u m i -n i u ma n d f i r s t r o wt r a n s i t i o n -m e t a l c a t i o n s [J ].F u e l s,1987,66(5):1353-1357.[14]陈尔跃,刘永建,葛红江,等.辽河稠油沥青质在催化水热裂解反应中的降解[J ].大庆石油学院学报,2005,29(5):9-11.[15]C L A R KPD ,H Y N EJB ,T Y R E RJD.C h e m i s t r y of o rg a n o s u l f u r c o m p o u n d t y p e o c c u r r i n g i nh e a v y oi l s a n d s :5.R e a c t i o n o ft h i o p h e n e a n d t e t r a h y d r o -t h i o -p h e n ew i t ha q u e o u s g r o u p ⅧB m e t a ls p e c i e sa th i gh t e m pe r a t u r e [J ].F u e l s ,1987,66(5):1699-1702.[16]李芳芳,杨胜来,王欣,等.金属镍盐对牛圈湖原油水热裂解催化反应影响因素研究[J ].油田化学,2014,31(1):75-78.[17]吴川,雷光伦,姚传进,等.双亲催化剂作用超稠油水热裂解降黏机理研究[J ].燃料化学学报,2010,38(6):684-690.[18]吴川,陈艳玲,王元庆,等.胜利超稠油催化水热裂解改质降黏研究[J ].油田化学,2009,26(2):121-123.[19]吴川,雷光伦,姚传进,等.纳米镍催化剂对胜利超稠油水热裂解降黏的影响[J ].中国石油大学学报(自然科学版),2011,35(1):164-168.[责任编辑:吴文鹏]Aut ho r 'sp ro o f。

注入蒸汽通过水热裂解就地提高重质油品质S.Jiang and X.Liu，辽河油田，Y.Liu ，SPE，L.Zhong，大庆石油学院摘要：本文主要介绍通过化学添加物来提升重质油品质的水热裂解技术。

实验室实验在注入蒸汽的条件下进行，以研究金属物种的催化作用、催化剂的协同作用以及供氢体对辽河和胜利重质稠油水热裂解的影响。

得到的实验结果是重质油的粘度显著下降，胶质和沥青质的含量显著降低，品质明显提高。

水热裂解的机理将会继续被讨论。

另外，在对辽河油田进行现场实验，结论将会在结尾被提出。

前言：石油作为一种非可再生性化石能源，是世界上最重要的能源和物质。

然而，在工业国石油危机即将到来。

甚至向中国一样的发展中国家，由于石油日常产量的降低和需求量的增加，也将面对石油危机。

因此，提高重质油的产量非常重要。

与此同时，由于重质油中特殊的分子结构以及像胶质和沥青质一样的重质组分的含量高，重质油很难开采和输送。

大多数的重质油开采是通过热回收技术进行的，例如注入蒸汽，热量可以暂时的就地降低重质油的粘度。

另外一种技术是在乳化的辅助热量作用下进行生产。

然而这对重质油的分子结构和组成并没有根本的改变。

在本论文中介绍了水热裂解技术在水蒸气和加热的条件下，通过添加催化剂和其他的添加物能够就地提高重质油的品质。

该技术能使重质成分减少，分子结构发生改变，粘度降低。

水热裂解技术是一种应用于重质油开采中的催化减粘裂化过程，它能够提高注入蒸汽和加热条件下重质油的开采率[1-3]。

实际上，实验室实验和现场试验都表明，石油开采在注入蒸汽和加热的条件下，水热裂解反应是指重质油和水之间的化学反应。

这种反应能是重质油化学降黏[4、5]。

Hyne，Clark等[3-6]在最近的三十年里研究了在注入蒸汽的条件下重质油的水热裂解。

结果表明，粘度显著降低，胶质和沥青质的含量显著下降，饱和烃和芳香烃的含量显著增加，能够产生很多气体如碳氧化合物、碳氢化合物、甲烷，等等。

第49卷第6期2021年3月广州化工Guangzhou Chemical IndustryVol.49No.6Mar.2021稠油水热催化裂解降粘研究进展史建民，吴志连，王耀国（宁波锋成先进能源材料研究院有限公司，浙江宁波315000）摘要：我国传统稠油开采技术主要依靠蒸汽驱、蒸汽吞吐，水热催化裂解是新兴开采方式，本文对水热催化裂解机理进行了系统描述，较全面介绍了水热裂解催化剂种类及最新研究进展，包括水溶性、油溶性、两亲性、纳米粒子和油藏矿物类催化剂几大种类，指出了各类催化剂优缺点，并详细阐述了水热催化裂解今后发展方向，及亟待解决的问题，指出需要更深入的室内实验或现场试验，为该技术推广提供了理论支撑和借鉴意义。

关键词：稠油降粘；催化改质；水热裂解；研究进展中图分类号：TE357文献标志码：B文章编号：1001-9677（2021）06-0011-03Research Progress on Viscosity Reduction of Heavy Oil byHydrothermal Catalytic CrackingSHI Jian-min,WU Zhi-lian,WANG Yao-guo(Ningbo Fengcheng Advanced Energy Materials Research Institute Co.,Ltd.,Zhejiang Ningbo315000,China)Abstract:Traditional heavy oil recovery technology in China mainly relies on steam flooding and steam huff puff, and hydrothermal catalytic cracking is a new production method.The mechanism of hydrothermal catalytic cracking was systematically described,the types and latest research progress of hydrothermal cracking catalysts,including water-soluble,oil-soluble,amphiphilic,nano particles and reservoir mineral catalysts,were comprehensively introduced,the advantages and disadvantages of the catalysts were discussed in detail.The future development direction of the hydrothermal catalytic cracking and the problems to be solved were described in detail.It was pointed out that more in-depth laboratory or field experiments were needed,which provided theoretical support and reference for the promotion of this technology.Key words:viscosity reduction of heavy oil；catalytic upgrading；hydrothermal cracking；research progress全世界稠油资源丰富，到2025年世界石油需求量增长将超过40%,稠油、特稠油和沥青质稠油占世界石油总储量的70%左右，其地质储量远高于常规原油。