本项目以高效稠油水热裂解催化降粘剂的结构及其动力学机理研究为目的,采用实验、表征、计算模拟相结合的方法,自行设计和研制了多种不同类型的新型高效催化降粘剂,考察了其催化降粘效果,并研究了不同催化剂配体对相同活性中心原子、相同配体对不同活性中心原子以及催化剂的结构对催化活性的影响规律;在优化了分离条件的基础上,对比分析了水热裂解催化反应前后油、气、水相中的成分变化,重点剖析了特超稠油中重质组分的特征结构变化;计算模拟了催化剂对模型化合物中O-H-O-和-O-H-N-氢键的作用机制,探讨了用过渡金属离子作为催化中心的催化剂,实现削弱氢键的可能性。获得了对稠油水热裂解催化降粘机理的新认识水热催化裂解过程存在多种作用裂解;加氢;解聚;异构;开环;氧化、醇化、酯化和重聚作用,其中解聚作用对降粘贡献最大。就裂解而言,不仅有C-S键,也有C-N、C-O键的断裂,其断裂形式取决于催化剂活性中心原子和稠油的性质;配体不直接参与催化,主要起分散、渗透作用,使催化中心与稠油充分接触,最大程度发挥其催化效率。这些具有创新性的认识和成果丰富了稠油水热裂解催化降粘机理,可为高效催化降粘剂的研制提供理论指导。
英文主题词heavy oil; aquathermolysis; catalytic viscosity reducer; kinetic mechanism; molecular structure