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稠油密度大、粘度高给开采和运输带来了巨大的挑战。稠油中胶质和沥青质含量高是稠油密度大、粘度高的主要原因。目前,渤海主要以海管输送稠油为主,但是海水温度低使得该技术耗能高。稠油降粘输送方法有掺稀降粘、加热降粘、乳化降粘和改质降粘等。掺稀降粘需要消耗大量的稀油资源;加热降粘需要在沿途管线中添加保温设施,耗能高;乳化降粘存在后续的稠油破乳脱水和污水处理问题。考虑到海上采油平台受空间限制、稀油资源短缺、加热能耗高和海管难以保温输送,这三种稠油降粘输送方法对于海上稠油都难以实现。改质降粘能破坏稠油大分子结构,不可逆地降低稠油粘度。改质降粘给稠油集输带来了巨大的便利,并提高了稠油质量,对海上稠油集输具有重要的意义,很有研究价值。本文针对NB和LD稠油讨论了稠油组成对稠油粘度的影响;合成了两类油溶性的改质降粘催化剂,通过对NB稠油改质降粘实验,以降粘率和四组分变化为参考指标,评选出最佳的催化剂,并评选该催化剂的最佳使用条件。最后通过分析改质稠油组成等各性质的变化,推断出该催化剂的催化改质机理。合成了 PAS和FAS型的油溶性催化剂,以NB稠油催化改质降粘率为评价指标,在催化剂用量0.1 wt%、反应时间30min、反应温度340℃的条件下,评选出了两种最佳催化剂PASF和FASF。采用静态法优化了 2种催化剂的最佳使用条件:催化剂PASF用量0.125%,反应温度360℃,反应时间40min;催化剂用量0.1%,反应温度370℃,反应时间40min。PASF和FASF可使NB稠油改质后粘度从2167 mPa·s分别下降到113 mPa-s和279 mPa·s,降粘率分别为94.78%和87.12%。采用连续微反装置对NB稠油进行催化改质降粘研究,在优选的最佳改质条下(催化剂PASF用量0.125wt%,反应温度400℃,停留时间40min;催化剂FASF用量0.125 wt%,反应温度410℃,停留时间40min),PASF、FASF可使NB稠油改质后粘度分别下降到456和500 mPa·s,降粘率分别为78.96%和 76.93%。实验证明了 PASF和FASF具有良好的降粘效果,分析了最佳条件下改质稠油组成等各性质的变化,饱和分、芳香分和沥青质含量上升,胶质含量降低;改质后稠油酸值降低。进一步推断出两种稠汕催化改质降粘机理:胶质是稠油改质过程中的主要反应物,达到反应温度后,金属离子的催化作用使得胶质和沥青质侧链发生断裂产生饱和分和气体,芳香环系破坏生成芳香分,胶质中部分多环芳环缩合生产了沥青质,键能较低的桥键如C-S键断裂产生含硫气体;同时,一些长链的饱和烃分子发生断裂生成分子量更小的烃类。