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热力开采技术是近年来发展的一种有效开采稠油方式。国外的学者发现在注入的高压蒸汽会与稠油发生水热裂解反应，不可逆地改变稠油的粘度，这说明井下稠油水热催化降粘在热力学上是可行的。
本文依据稠油水热裂解反应机理，设计了用于稠油催化降粘的固体超强酸催化剂，制备并表征了SO42-/Al2O3固体超强酸催化剂。在不使用催化剂条件下，考察了稠油水热裂解反应的温度、反应时间、水油比因素对反应后稠油粘度、族组成的影响。结果表明，经水热裂解的稠油粘度最大可下降22.2％，而且稠油组成中饱和烃、芳香烃含量增加，胶质、沥青质含量降低。在使用催化剂条件下，考察了催化剂浓度、反应时间、反应温度和反应体系含水量对稠油组成、粘度的影响。研究结果表明，在SO42-/Al2O3固体超强酸的催化作用下，降粘现象更为明显，稠油粘度最大可下降79.6％，族组成变化也更加显著，说明加入的催化剂加速了稠油的水热裂解反应。采用TG分析了稠油在水热裂解过程中烃分布变化；对反应前后稠油进行元素分析发现硫、氮等杂原子含量也有所降低，证明水热裂解反应发生在杂原子部位。
通过对原油中各主要含硫化合物的分析，选出噻吩为稠油模型化合物进行裂解动力学研究。在稠油模型化合物水热裂解的动力学分析基础上，计算出不同条件下的活化能和指前因子。结果表明在催化条件下，反应的活化能由277.0kJ/mol下降至244.9kJ/mol。