第一篇：有機(jī)硅偶聯(lián)劑概述及其作用機(jī)理總結(jié)

有機(jī)硅偶聯(lián)劑概述及其作用機(jī)理總結(jié)

一、偶聯(lián)劑概述

偶聯(lián)劑是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的有機(jī)硅化合物。在它的分子中，同時(shí)具有能與無(wú)機(jī)材料(如玻璃、水泥、金屬等)結(jié)合的反應(yīng)性基團(tuán)和與有機(jī)材料(如合成樹(shù)脂等)結(jié)合的反應(yīng)性基團(tuán)。常用的理論有化學(xué)鍵理論、表面浸潤(rùn)理論、變形層理論、拘束層理論等。偶聯(lián)劑作表面改性劑，用于無(wú)機(jī)填料填充塑料時(shí)，可以改善其分散性和黏合性。

二、偶聯(lián)劑種類(lèi)

偶聯(lián)劑主要有有機(jī)鉻偶聯(lián)劑、有機(jī)硅偶聯(lián)劑和鈦酸偶聯(lián)劑。膠黏劑中常選用有機(jī)硅偶聯(lián)劑，其通式為RSiX3，其中R為有機(jī)基團(tuán)，如-C6H5、-CH=CH2等，能與樹(shù)脂結(jié)合；X為可以水解的基團(tuán)，如-OCH3、-OC2H5、-Cl等。

三、偶聯(lián)劑作用過(guò)程

B?Arkles根據(jù)偶聯(lián)劑的偶聯(lián)過(guò)程提出了4步反應(yīng)模型，即： ①與硅原子相連的SiX基水解，生成SiOH；

②Si-OH之間脫水縮合，生成含Si-OH的低聚硅氧烷； ③低聚硅氧烷中的SiOH與基材表面的OH形成氫鍵； ④加熱固化過(guò)程中，伴隨脫水反應(yīng)而與基材形成共價(jià)鍵連接。

一般認(rèn)為，界面上硅烷偶聯(lián)劑水解生成的3個(gè)硅羥基中只有1個(gè)與基材表面鍵合；剩下的2個(gè)Si-OH，或與其他硅烷中的Si-OH縮合，或呈游離狀態(tài)。因此，通過(guò)硅烷偶聯(lián)劑可使2種性能差異很大的材料界面偶聯(lián)起來(lái)，從而提高復(fù)合材料的性能和增加黏結(jié)強(qiáng)度，并獲得性能優(yōu)異、可靠的新型復(fù)合材料。硅烷偶聯(lián)劑廣泛用于橡膠、塑料、膠黏劑、密封劑、涂料、玻璃、陶瓷、金屬防腐等領(lǐng)域。現(xiàn)在，硅烷偶聯(lián)劑已成為材料工業(yè)中必不可少的助劑之一。

硅烷偶聯(lián)劑的作用和效果以被人們認(rèn)識(shí)和肯定，但界面上極少量的偶聯(lián)劑為什么會(huì)對(duì)復(fù)合材料的性能產(chǎn)生如此顯著的影響，現(xiàn)在還沒(méi)有一套完整的偶聯(lián)機(jī)理來(lái)解釋。偶聯(lián)劑在兩種不同性質(zhì)材料之間界面上的作用機(jī)理已有不少研究，并提出了化學(xué)鍵合和物理吸著等解釋。其中化學(xué)鍵合理論是最古老卻又是迄今為止被認(rèn)為是比較成功的一種理論。

四、偶聯(lián)劑作用理論 1.化學(xué)結(jié)合理論

該理論認(rèn)為偶聯(lián)劑含有一種化學(xué)官能團(tuán)，能與玻璃纖維表面的硅醇基團(tuán)或其他無(wú)機(jī)填料表面的分子作用形成共價(jià)鍵；此外，偶聯(lián)劑還含有一種別的不同的官能團(tuán)與聚合分子鍵合，以獲得良好的界面結(jié)合，偶聯(lián)劑就起著在無(wú)機(jī)相與有機(jī)相之間相互連接的橋梁似的作用。

下面以硅烷偶聯(lián)劑為例說(shuō)明化學(xué)鍵理論。例如氨丙基三乙氧基硅烷，當(dāng)用它首先處理無(wú)機(jī)填料時(shí)（如玻璃纖維等），硅烷首先水解變成硅醇，接著硅醇基與無(wú)機(jī)填料表面發(fā)生脫水反應(yīng)，進(jìn)行化學(xué)鍵連接。具體過(guò)程如下：

硅烷中的基團(tuán)水解--水解后羥基與無(wú)機(jī)填料反應(yīng)--經(jīng)偶聯(lián)劑處理的無(wú)機(jī)料填進(jìn)行填充制備復(fù)合材料時(shí)，偶聯(lián)劑中的R基團(tuán)將與有機(jī)高聚物相互作用，最終搭起無(wú)機(jī)填料與有機(jī)物之間的橋梁。

硅烷偶聯(lián)劑的品種很多，通式中R基團(tuán)的不同，偶聯(lián)劑所適合的聚合物種類(lèi)也不同，這是因?yàn)榛鶊F(tuán)R對(duì)聚合物的反應(yīng)有選擇性，例如含有乙烯基和甲基丙烯酰氧基的硅烷偶聯(lián)劑，對(duì)不飽和聚酯樹(shù)脂和丙烯酸樹(shù)脂特別有效。其原因是偶聯(lián)劑中的不飽和雙鍵和樹(shù)脂中的不飽和雙鍵在引發(fā)劑和促進(jìn)劑的作用下發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。但含有這兩種基團(tuán)的偶聯(lián)劑用于環(huán)氧樹(shù)脂和酚醛樹(shù)脂時(shí)則效果不明顯，因?yàn)榕悸?lián)劑中的雙鍵不參與環(huán)氧樹(shù)脂和酚醛樹(shù)脂的固化反應(yīng)。但環(huán)氧基團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑則對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂特別有效，又因環(huán)氧基可與不飽和聚酯中的羥基反應(yīng)，所以含環(huán)氧基硅烷對(duì)不飽和聚酯也適用；而含胺基的硅烷偶聯(lián)劑則對(duì)環(huán)氧、酚醛、2 三聚氰胺、聚氨酯等樹(shù)脂有效。含-SH的硅烷偶聯(lián)劑則是橡膠工業(yè)應(yīng)用廣泛的品種。

2、浸潤(rùn)效應(yīng)和表面能理論

1963年，ZISMAN在回顧與粘合有關(guān)的表面化學(xué)和表面能的已知方面的內(nèi)容時(shí)，曾得出結(jié)論，在復(fù)合材料的制造中，液態(tài)樹(shù)脂對(duì)被粘物的良好浸潤(rùn)是頭等重要的，如果能獲的完全的浸潤(rùn)，那么樹(shù)脂對(duì)高能表面的物理吸附將提供高于有機(jī)樹(shù)脂的內(nèi)聚強(qiáng)度的粘接強(qiáng)度。

3、可變形層理論

為了緩和復(fù)合材料冷卻時(shí)由于樹(shù)脂和填料之間熱收縮率的不同而產(chǎn)生的界面應(yīng)力，就希望與處理過(guò)的無(wú)機(jī)物鄰接的樹(shù)脂界面是一個(gè)柔曲性的可變形相，這樣復(fù)合材料的韌性最大。偶聯(lián)劑處理過(guò)的無(wú)機(jī)物表面可能會(huì)擇優(yōu)吸收樹(shù)脂中的某一配合劑，相間區(qū)域的不均衡固化，可能導(dǎo)致一個(gè)比偶聯(lián)劑在聚合物與填料之間的多分子層厚得多的撓性樹(shù)脂層。這一層就被稱(chēng)之為可變形層，該層能松弛界面應(yīng)力，阻止界面裂縫的擴(kuò)展，因而改善了界面的結(jié)合強(qiáng)度，提高了復(fù)合材料的機(jī)械性能。

4、約束層理論

與可變形層理論相對(duì)，約束層理論認(rèn)為在無(wú)機(jī)填料區(qū)域內(nèi)的樹(shù)脂應(yīng)具有某種介于無(wú)機(jī)填料和基質(zhì)樹(shù)脂之間的模量，而偶聯(lián)劑的功能就在于將聚合物結(jié)構(gòu)“緊束”在相間區(qū)域內(nèi)。從增強(qiáng)后的復(fù)合材料的性能來(lái)看，要獲得最大的粘接力和耐水解性能，需要在界面處有一約束層。

至于鈦酸酯偶聯(lián)劑，其在熱塑體系中及含填料的熱固性復(fù)合物中與有機(jī)聚合物的結(jié)合，主要以長(zhǎng)鏈烷基的相溶和相互纏繞為主，并和無(wú)機(jī)填料形成共價(jià)鍵。以上假設(shè)均從不同的理論側(cè)面反應(yīng)了偶聯(lián)劑的偶聯(lián)機(jī)制。在實(shí)際過(guò)程中，往往是幾種機(jī)制共同作用的結(jié)果。

第二篇：有機(jī)硅總結(jié)匯報(bào)222

1． 硅氫加成法

2． 酯化法

3．脫醇法

4．Shin Etsu公司利用丙烯酸硅醇酯與含烷氧基的聚硅氧烷的反應(yīng),同樣制得了丙烯酸酯基化聚硅氧烷。

—OH + CH3O—

5．S.Yasuhiko等人利用端氨基聚硅氧烷與縮水甘油基丙烯酸酯(或縮水甘油基甲基丙烯酸酯)的加成反應(yīng)制備了丙烯酸酯基化聚硅氧烷。

OH2CCH36.CH3OCH2CHOCH2C+OSiCH3NH2

7．丙烯酸與有機(jī)硅環(huán)氧或羥烷基聚硅氧烷酯化合成的丙烯酸酯化聚硅氧烷具有低的 Tg、低表面能、低介電常數(shù)、抗臭氧等特征.8.9.Tan等用雙端氯聚硅氧烷與甲基丙烯酸羥乙酯或羥丙酯通過(guò)脫氯化氫合成了兩種不同平均聚合度（聚硅氧烷的平均聚合度分別為37.2，8.8）的雙端甲基丙烯酸酯化聚硅氧烷。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，單體中硅氧烷的聚合度對(duì)UV光固化膜的壓敏膠的剝離強(qiáng)度有很大影響，可用作離形劑.OClSiOSiCl+H2CCCH3COCH2CH2OH10.施法寬用脫醇法以二端羥基二甲基硅氧烷和KH570為原料制備出具有UV固化性能的 線性丙烯酸酯化聚硅氧烷防粘劑預(yù)聚體。

CH3HOSiCH3OHOOCH3O(CH2)3SiOCH3OCH3+H2CCCH3Cn11.烷羥基硅油與異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)反應(yīng)。

羥基硅油與IPDI反應(yīng),得到的主要是硅油自縮聚產(chǎn)物,而不是與異氰酸酯加成產(chǎn)物。由于羥基硅油自縮聚的反應(yīng)式如下:

所以采用烷羥基硅油。烷羥基硅油與IPDI反應(yīng)比較穩(wěn)定,易于控制。其原因在于羥基不是直接連于Si原子上，而是接在烷基上,相當(dāng)于有機(jī)醇,而Si-OH鍵比有機(jī)醇具有更大的反應(yīng)活性,在一定的條件下可以發(fā)生縮聚反應(yīng),生成硅氧烷聚合物。

12.Bien Tan等用端氯聚二甲基硅氧烷與甲基丙烯酸羥乙酯反應(yīng)合成出甲基丙烯酸酯化的有機(jī)硅,并研究了光固化產(chǎn)物的表面性能。

CH3ClSiCH3OClO+H2CCCH3COCH2CH2OH n13.含有雙鍵的有機(jī)硅單體與丙烯酸酯進(jìn)行聚合,再與D4等進(jìn)行自由基聚合,生成在側(cè)鏈或主鏈上含有硅氧烷的聚合物。

或者將含乙烯基有機(jī)硅單體先與有機(jī)硅低聚體(如D4)在酸性條件下開(kāi)環(huán)預(yù)聚,再使之與丙烯酸酯進(jìn)行自由基聚合,這兩種方法均可把有機(jī)硅鏈段引入丙烯酸主鏈上,實(shí)現(xiàn)有機(jī)硅對(duì)丙烯酸酯的改性。

14.八甲基環(huán)四硅氧烷（D4）

γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(JH-A114)四甲基二乙烯基二硅氧烷(MMvi)--------最終轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的乙烯基羧基聚硅氧烷

15.16．紫外光固化有機(jī)硅預(yù)聚物主要分為環(huán)氧基團(tuán)、乙烯基醚類(lèi)的陽(yáng)離子光固化和丙烯酸酷基團(tuán)、琉基/烯類(lèi)等的自由基光固化體系兩種類(lèi)型。

第三篇：有機(jī)礦化活性肥料作用機(jī)理及功能概述

奧普爾有機(jī)礦化活性肥料作用機(jī)理及功能概述

奧普爾有機(jī)礦化活性肥料含有極高的腐殖酸及腐殖酸膠體，可充分發(fā)揮腐殖酸的特征。因此，奧普爾肥料具有如下功能特性：

(1)奧普爾主要成份完全取自于天然有機(jī)質(zhì)，由動(dòng)、植物殘?bào)w經(jīng)微生物酵解而產(chǎn)生，是天然制劑。且對(duì)人畜無(wú)毒、安全。奧普爾豐富的有機(jī)質(zhì)成分可充分增加、補(bǔ)充土壤中有機(jī)質(zhì)含量，增加土壤肥力；其次奧普爾種類(lèi)齊全的礦質(zhì)元素除提供植物正常生活所必需的全部礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)，充分補(bǔ)償、協(xié)調(diào)業(yè)已破壞的營(yíng)養(yǎng)平衡外，其余礦質(zhì)元素可改善土壤微區(qū)環(huán)境、參與土壤營(yíng)養(yǎng)平衡體系及緩沖體系的調(diào)節(jié)，并提供給微生物生長(zhǎng)所需，促進(jìn)其繁殖。因此，奧普爾不僅可以提供充分的營(yíng)養(yǎng)，而且可以調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)平衡及土壤緩沖系統(tǒng)，對(duì)根際微區(qū)產(chǎn)生有利的作用。

(2)奧普爾豐富的有機(jī)酸，可以將土壤中的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)離子鰲合，固定在土壤表層的植物根際區(qū)，防止礦質(zhì)離子的沉結(jié)和淋洗。這樣，既可以大大提高無(wú)機(jī)肥的利用效率，同時(shí)又避免礦質(zhì)沉淀即土壤垃圾的產(chǎn)生，有利于土壤改良。另外，有機(jī)腐殖酸架橋劑最大的優(yōu)勢(shì)在于把沉結(jié)的礦質(zhì)即時(shí)活化，轉(zhuǎn)變?yōu)橹参镂諔B(tài)的礦質(zhì)離子，這就是奧普爾區(qū)別于一般有機(jī)肥之所在，也是奧普爾對(duì)生態(tài)農(nóng)業(yè)最重要的貢獻(xiàn)。奧普爾這一神奇功能，將逐步減少土壤的沉結(jié)物、清除土壤垃圾、改良土壤及鹽堿地，促進(jìn)微生物的活動(dòng)。因此，使用奧普爾既可以降低化肥用量、提高肥效，同時(shí)又能逐步解決化學(xué)農(nóng)業(yè)造成的生態(tài)問(wèn)題。

(3)奧普爾能激發(fā)土壤本身之活力，能促進(jìn)微生物的繁殖及活動(dòng)，強(qiáng)化其分解功能。由于奧普爾有利于調(diào)節(jié)微生物生長(zhǎng)環(huán)境、緩和化學(xué)農(nóng)業(yè)對(duì)微生物的降解作用，給土壤分解更多礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)成份，有利于土壤循環(huán)體系良性化。

(4)奧普爾的上述功能，最終表現(xiàn)為農(nóng)作物提高抗逆性，促進(jìn)植物生長(zhǎng)健壯、農(nóng)作物產(chǎn)量、質(zhì)量的提高。

第四篇：SBS改性瀝青穩(wěn)定劑作用機(jī)理簡(jiǎn)介

SBS改性瀝青穩(wěn)定劑作用機(jī)理簡(jiǎn)介 東營(yíng)潤(rùn)豐博越石油技術(shù)有限公司是一家高科技民營(yíng)企業(yè)，創(chuàng)建于2001年，主要從事油田開(kāi)發(fā)新技術(shù)、石油煉制和油品深加工新技術(shù)、水處理新技術(shù)新工藝的研發(fā)、產(chǎn)品生產(chǎn)、推廣應(yīng)用及技術(shù)服務(wù)等相關(guān)業(yè)務(wù)，同時(shí)生產(chǎn)柴油穩(wěn)定劑、柴油抗氧劑、十六烷值改進(jìn)劑、柴油降凝劑、FCC脫硫醇催化劑、活化劑、FCC丙烯增收劑、汽油抗爆劑、消泡劑、金屬鈍化劑、油漿阻垢劑等系列煉油助劑……

SBS改性瀝青的主要問(wèn)題是SBS和瀝青的相容性及貯存穩(wěn)定性。由于SBS和瀝青的化學(xué)結(jié)構(gòu)、分子量、粘度和密度不同，在熱貯存過(guò)程中SBS和瀝青易發(fā)生相分離，改性瀝青不能穩(wěn)定貯存。結(jié)合SBS和瀝青的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加入相容劑和穩(wěn)定劑來(lái)穩(wěn)定SBS在瀝青中的分散,相容劑在SBS-瀝青體系中能夠促使SBS在瀝青中溶脹更充分，分散更均勻，起增塑劑的作用。

穩(wěn)定劑加入SBS改性瀝青中，能夠引發(fā)溶脹的SBS發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成穩(wěn)定的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將瀝青包裹在網(wǎng)絡(luò)中，阻止SBS和瀝青分離；同時(shí)，穩(wěn)定劑也能夠引發(fā)SBS和瀝青發(fā)生接枝反應(yīng)，生成SBS-瀝青接枝物，位于SBS相和瀝青相界面間，降低SBS相和瀝青相界面間的表面張力和體系的吉布斯自由能，起乳化劑的作用，從而抑制SBS和瀝青相的分離。

在相容劑和穩(wěn)定劑共同作用下，SBS被均勻、穩(wěn)定地分散在瀝青中，形成穩(wěn)定的體系。通過(guò)調(diào)整工藝參數(shù)，可制得不同級(jí)別的SBS

改性瀝青，滿(mǎn)足不同的使用要求。

注：中海瀝青的相容劑為常減壓側(cè)線抽出油，生產(chǎn)時(shí)已加入。東營(yíng)潤(rùn)豐博越石油技術(shù)有限公司地 址：東營(yíng)市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū) 聯(lián)系電話(huà)：***聯(lián)系人：陳經(jīng)理

第五篇：稠油催化降粘體系及其作用機(jī)理

稠油催化降粘體系及其作用機(jī)理

摘要：稠油在中國(guó)的石油資源中所占比例較大，隨著常規(guī)油藏可采儲(chǔ)量的減少以及石油開(kāi)采技術(shù)的不斷提高,21世紀(jì)稠油開(kāi)采所占的比重不斷增大，但由于稠油粘度高使得稠油開(kāi)采非常困難，稠油改性降粘技術(shù)成為提高稠油油藏開(kāi)采效果的重要前提。特稠油或超稠油體系在蒸汽開(kāi)采中具有被催化降粘的可能性，不同催化劑體系的催化效果差別很大;催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)、催化反應(yīng)溫度和時(shí)間共同影響催化劑體系的降粘效果。當(dāng)溫度升高至一定程度時(shí)，稠油中的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)等大分子化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變，催化劑可降低這類(lèi)反應(yīng)發(fā)生的起始溫度，加快反應(yīng)速度。在稠油油藏注蒸汽開(kāi)發(fā)過(guò)程中，加入含有某些過(guò)渡金屬可溶性鹽使稠油粘度降低。

關(guān)鍵詞：稠油 催化降粘 催化劑 降粘率影響因素

目前，在稠油油藏開(kāi)發(fā)中，由于稠油的粘度高, 流動(dòng)性差，開(kāi)采難度大, 無(wú)法進(jìn)行常規(guī)開(kāi)采。蒸汽吞吐、蒸氣驅(qū)是通過(guò)高溫蒸氣提高稠油的溫度, 降低稠油分子間的作用力來(lái)降低粘度, 但地層溫度下降后，稠油粘度會(huì)大幅反彈, 降低蒸氣吞吐開(kāi)采的效果。雖然稠油區(qū)塊存在較大潛力, 但由于稠油粘度問(wèn)題, 限制了稠油區(qū)塊采收率的提高。稠油催化降粘技術(shù)是通過(guò)注入催化劑, 使蒸氣吞吐中的高溫水蒸氣與地層中的稠油發(fā)生水熱裂解反應(yīng), 從而不可逆地降低稠油的粘度, 改善稠油性質(zhì),增加稠油的流動(dòng)性, 達(dá)到提高稠油采收率的目的。

1.稠油催化降粘體系

1.1稠油體系的組成

稠油元素除C、H外, 還有O、S、N 等雜原子,它們主要分布在膠質(zhì)和

瀝青質(zhì)中, 對(duì)稠油的性質(zhì)影響最大。一般來(lái)說(shuō), 膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量越多, 粘度越大。稠油中主要的含硫有機(jī)物有硫醇類(lèi)(RSH)、硫醚類(lèi)(RSR)、噻吩類(lèi);主要的含氧有機(jī)物有(RCOOH)、酚(ArOH)、醚(ROR)、酮(RCOR)、醇(ROH)、醛(RCOH);其中酸、酚含量相對(duì)較多, 其他含量較少;主要的含氮有機(jī)物有喹啉類(lèi)、吡啶類(lèi)、吲哚類(lèi)、咔唑類(lèi)。1.2稠油催化降粘

催化降粘是一種通過(guò)向稠油添加催化劑,使稠油在地下發(fā)生催化反應(yīng)的方法，稠油催化改性降粘技術(shù)是在不改變目前蒸汽吞吐工藝條件下進(jìn)行的。催化劑 體系必須具有被水?dāng)y帶的良好水溶性、適應(yīng)蒸汽吞吐過(guò)程的良好耐溫性及耐 酸堿性、與地層水及復(fù)配催化劑間的良好配伍性等特點(diǎn)。1.3催化劑體系

國(guó)內(nèi)外已開(kāi)發(fā)的催化劑主要為水溶性過(guò)渡金屬鹽催化劑、油溶性過(guò)渡金屬鹽 催化劑、超強(qiáng)酸催化劑及雜多酸催化劑。催化劑種類(lèi)不同其催化能力不同，要取得最佳催化效果，需要將幾種具有不同催化能力的鹽進(jìn)行復(fù)配，并考 原料的易得性和成本。

2.稠油催化降粘機(jī)理

2.1由水中的氫結(jié)合到稠油中實(shí)現(xiàn)改質(zhì)

在200 ℃以上注蒸氣吞吐過(guò)程中, 水在250℃ 的離子負(fù)對(duì)數(shù)值是11, 而20 ℃時(shí)的值是14。當(dāng)水溫升高時(shí), 水變成了更強(qiáng)的酸和更強(qiáng)的堿, 除了動(dòng)力學(xué)速率隨溫度的自然增加外, 由水產(chǎn)生的酸、堿催化作用在高溫下也提高了。稠油中主要化學(xué)鍵的離解能如下: C-S< C-N < C-O< C-C。因C-S的離解能最低,最容易斷裂, 因此在高溫水蒸氣的條件下, 可使有機(jī)硫化合物發(fā)生水熱裂解反應(yīng), 同時(shí)還發(fā)生高溫環(huán)境下有機(jī)硫化物的熱裂解反應(yīng)。根據(jù)Hyne等的研究結(jié)果, 有機(jī)硫化合物中S-C鍵斷裂是稠油水熱裂解中的重要步驟, 其總的反應(yīng)方程式如下: RCH2CH2SCH3 + 2H2O→ RCH3 + CO2 + H2 + H2S+ CH4

其次弱堿性硫原子的質(zhì)子化可以產(chǎn)生活性中間體, 水最有可能進(jìn)攻活性中間體, 中間體中的正電荷可以通過(guò)結(jié)合脫去碳原子, 使其脫除H2S, 經(jīng)過(guò)分子重排生成醛。醛熱解生成CO 和烴, CO 與水蒸汽可發(fā)生水煤氣轉(zhuǎn)換反應(yīng), 生成CO2 和H2,H2 又參與稠油加氫裂解或加氫脫硫等改質(zhì)反應(yīng)。因此, 由水中的氫結(jié)合到稠油中實(shí)現(xiàn)改質(zhì)是水熱裂解反應(yīng)的重要步驟。2.2形成的中間體的歷程:

水作為親核試劑進(jìn)攻中間體的a碳, 導(dǎo)致S—C 鍵斷裂, 發(fā)生開(kāi)環(huán), 釋放出H2S 和CO, 產(chǎn)生的CO 參與水煤氣轉(zhuǎn)換反應(yīng)生成CO2 和H2。中間體發(fā)生熱解反應(yīng), 分解為H2S、MSx和小分子烴, 小分子烴可以進(jìn)一步發(fā)生聚合反應(yīng)。金屬離子與有機(jī)硫的絡(luò)合將削弱C—S鍵, 使得分子鏈斷裂, 從而使瀝青質(zhì)和膠質(zhì)等物質(zhì)生成較小的分子類(lèi), 或改變外形成為能降低粘度的分子類(lèi), 部分地降低稠油粘度。無(wú)論硫是在芳香烴中還是在脂肪烴中, 所有過(guò)渡金屬都加速了硫化物的分解。3.催化降粘效果的影響因素 3.1 催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)

催化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)降粘效果影響較大，特別是當(dāng)催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于1．0% 后，降粘效果更為顯著。

3.2 催化反應(yīng)時(shí)間

圖1 催化反應(yīng)時(shí)間與降粘率的關(guān)系 由實(shí)驗(yàn)結(jié)果(圖1)可以看出:當(dāng)催化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%和1．0%時(shí)，降粘效果較好的反應(yīng)時(shí)間為100 ～150 h;當(dāng)催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%時(shí)，降粘效果較好的反應(yīng)時(shí)間為50 h 左右。因此，降粘裂解反應(yīng)存在一個(gè)最佳反應(yīng)時(shí)間段，這一點(diǎn)是取得現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵因素之一。

3.3 催化反應(yīng)溫度

圖2 不同反應(yīng)時(shí)間下催化反應(yīng)溫度與降粘率的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)結(jié)果(圖2)表明: 當(dāng)反應(yīng)溫度在150 ℃左右時(shí)，開(kāi)始發(fā)生改性降粘反應(yīng)，但是反應(yīng)程度較弱，所以降粘率較低;當(dāng)反應(yīng)溫度為280 ℃ 時(shí)，反應(yīng)時(shí)間大于20 h 時(shí)，降粘率較高，說(shuō)明此時(shí)反應(yīng)加劇，生成了較多的輕質(zhì)組分;隨著反應(yīng)溫度的進(jìn)一步升高，反應(yīng)更加劇烈，但當(dāng)反應(yīng)時(shí)間大于240 h 后，新縮聚反應(yīng)生成的瀝青質(zhì)開(kāi)始聚并，導(dǎo)致降粘率不升反降。結(jié)

果表明，當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到280 ℃且反應(yīng)時(shí)間為120 h時(shí)，既可以得到較高的降粘率，又可以防止新生成瀝青質(zhì)的聚沉而導(dǎo)致的粘度再次升高。所以選取合適的反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度對(duì)催化降粘效果尤為重要。3.4 油藏含水率

不同油藏或同一油藏在不同的開(kāi)發(fā)時(shí)期其含水率是不同的，當(dāng)含水率大于60%時(shí)，降粘率降低較快，這和稠油與水的接觸程度變差有關(guān)。3.5 pH 值

地層酸堿環(huán)境對(duì)催化劑的催化降粘效果影響較大，pH 值小于4 時(shí)，降粘效果較好;當(dāng)pH 值繼續(xù)增大，因催化劑大量沉淀，導(dǎo)致催化降粘效果變差。4.使用條件及注入方式

根據(jù)稠油催化降粘的機(jī)理及實(shí)驗(yàn), 篩選了以下選井條件:（2）1.稠油粘度較高(20000mPa.s 以上);（3）2.含硫2% 以上;（4）3.注汽溫度較高(300℃ 左右)。

（5）現(xiàn)場(chǎng)施工注人方式: 注蒸汽前將催化劑和助劑注人地層, 使之在隨后的蒸 汽作用下與稠油發(fā)生反應(yīng)。

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