稠油催化改质技术研究
适应用户需求的催化柴油加氢改质技术
文献 标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ： １７ — ４ ０（ ０ ） ７ ０ ０— ５ ６ １０ ６ ２ １ ０ — ７ ２ ０ １ 中 图分 类 号 ： Ｔ ２ Ｅ６ ４
第 ４ ０卷 第 ７期 ２ １１年 ７月 ０
当
代
化
工
Ｖ １４ ， Ｎ ． ｏ． ０ ｏ７
Ｃ ｔ ｏｎ ｅｍｐｏ ａ ｙ ｅ ｃ ｎ ｓ ｒ ｒ ｒ Ｃｈ ｍｉ ａｌＩ ｄｕ ｔ 户 需 求 的催化 柴油 加氢 改质 技术
黄 新 露 ，石 培 华 ，于 淼
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｏ ｓ ｌ ｅ ｔ ｅ ｐ ｏ ｌｍｓ ｉ ｉｓ ｌｑ ａｉ ｐ ｒ ｄｎ ｒ ｃ ｓ ｏ ｅ ｎ ｒｅ ， ｅ ｉｓ ｏ ＣＯ ｙ ｒ ｕ ｇ ａ ｉｇ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｏｖ ｈ ｒ ｂ ｅ ｎ ｄｅ ｅ ｕ ｌ ｙ ｕ ｇ ａ ｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ｆ ｒ ｒ ｆ ｅｉ ｓ ｓｒｅ ｆ Ｌ ｔ ｉ ａ ｈ ｄｏ ｐ ｒｄｎ
Ｋｅ ｒ ｓ ＬＣＯ； Ｈｙ ｒ ｕ ｇ ａ ｉｇ Ｃｌ ａ ｕ ｌ ｙ ｗｏ ｄ ： ｄｏ ｐ ｒｄｎ ； ｅ ｎ ｆ ｅ
催 化裂 化 （ Ｃ 技 术是 重油 轻质 化 的主要工 Ｆ Ｃ）
商 ，为全社 会提供 高 品质 的清 洁油品是 中 国石化所
艺手段之一 ，在世界各国的炼油企业 中都 占有比较 承担的重要任务和责任。抚顺石油化工研究院作为 重 要 的地 位 。而催 化裂 化工 艺技术 的主要特 点是对 中国石 化直 属科研单 位 ，多年来在 加氢催化 剂和工 进 料 中的链烷烃 和环烷 烃进行 裂解 ，对 芳烃基 本不 艺技术 开发上 开拓创 新 ，研 发 了系列可 以满 足炼油 具 备破环 的能力 ，因此在 催化裂 化柴 油 中通 常富集 企业 实际生产 需求 的加氢催 化剂 和工艺技术 ，为企 了大量稠 环芳烃 。催化裂 化柴 油的硫含 量和芳 烃含 业产 品质量 升级提供 助力 。
利用核磁共振对稠油水热催化裂解降粘反应的研究
应展 开 了研究 。
ｌ 试 验 部 分
１ １ 仪 器 与 试 剂 ．
５ ０ ＹＸ ０ ０ ３ ０永 磁 旋 转 搅 拌 高 压 釜 （ 连 通 产 高 压 釜 容 器 制 造 有 限 公 司 ） 美 国 ０ ｍｌ Ｆ Ｄ ５２ ／５ 大 ；
的催 化 剂及其 他 助剂 ，使 稠油 中 的重 质组 分 在 水 热 条 件 下 实 现催 化 裂 解 ，从 而使 其 粘 度 降 低 而 易 于采
出 。近 年 来 ，利 用 油组分 中的沥青 质 与胶质 是水 热催 化 裂解 反应 中研究 的焦 点 。最初 ，Ｃ ａｋ等人 ｌ 通 过 柱层 析法 ｌ ｃ ３ 分离 反应 前后 的稠 油 ，对其 沥青 质 与胶质 的含 量 变化 进 行研 究 。随后 ，刘 永 建 等人 ｌ 利 用 蒸 气渗 透 压 ４ （ Ｏ）法测 量反 应前 后 的稠油 中沥 青质 与胶 质平 均 分 子量 ，并 利 用元 素 分 析仪 ，对 比反 应前 后 沥青 质 ＶＰ
及 胶 质 杂 原 子 的 含 量 变 化 ， 验 证 Ｈｙ ｅ等 人 提 出 Ｃ Ｓ键 断 裂 的 机 理 ， 同 时 证 实 了 低 含 硫 稠 油 在 高 温 水 蒸 ｎ —
汽 的作 用下 也会 发生 裂解 反应 ，并 提 出 了相 应 的反应 机 理 。同 时陈勇 等人 ［ 利用 红外 光谱 对 稠油反 应 前 ６
利 用 核 磁 共 振 对 稠 油 水 热 催 化
裂 解 降 粘 反 应 的 研 究
吴 Ｊｌ ｌ ，雷 光 伦 ，姚 传 进 （ 石油大学 （ 中国 华东）石油工程学院， 山东 东营２７６） ５０ １ 曹 嫣 镔 （ 中石化胜利油田分公司采油工艺研究院， 东 东营２７０） 山 ５００
稠油降粘方法的作用机理及研究进展
稠油降粘方法的作用机理及研究进展赵文学;韩克江;曾鹤;施岩【摘要】综述了常用稠油降粘方法的作用机理及优缺点。
目前常用的稠油降粘方法主要有加热降粘，掺稀降粘，降凝降粘，加表面活性剂降粘，微生物降粘，改质降粘，油溶性降粘剂降粘，加碱降粘，催化降粘等。
并对以上几种方法进行对比和应用前景的展望。
%Current common heavy oil viscosity reduction methods were reviewed as well as their mechanisms, advantages and disadvantages. The current common heavy oil viscosity reduction methods include heating method, mixing light oil method, mixing surfactant method, microbial method and so on. And above several methods were compared, and their application prospect in future was analyzed.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】3页(P1365-1367)【关键词】降粘;机理;应用前景【作者】赵文学;韩克江;曾鹤;施岩【作者单位】中国寰球工程公司，北京 100012;中国寰球工程公司，北京 100012;辽宁石油化工大学石油化工学院，辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学石油化工学院，辽宁抚顺 113001【正文语种】中文【中图分类】TE624稠油是指含有高胶质沥青质，高蜡，高硫等高粘度的原油。
由于稀油消耗量的逐渐增加，难以满足当今社会的需求[1]。
因此，稠油降粘技术是当各国的极大关注的问题。
我国地大物博物产丰富，稠油分布广泛，其中超稠油，重油主要分布在克拉玛依、新疆、辽河等油田，现在我国的主要任务是开采储量大、埋藏浅、粘度相对较低的油田[2]。
稠油就地催化氧化脱硫研究
⑥ ２ １ ＳｉＴ ｃ． ｎｎ． ００ ｃ． ｅｈＥ ｇｇ
化 工 技 术
稠 油 就 地 催 化 氧 化脱 硫 研 究
张 志 东 刘永 建 ’ 张 弦 郝 春 雷
（ 国石 油 土哈 油 田分 公 司 ， 鲁 番 ８ ８０ ； 中 吐 ３０ １ 大庆 石 油 学 院 ’ 大庆 １３ １ ） ， ６ ３ ８
多问题 。因此 ， 虑 到注 蒸 汽 开 采 稠油 时井 下 的 具 考
试 剂 ：Ｈ Ｏ （ ０ ） 自制 Ｈ ［ Ｍｏ Ｏ ］ ３％ 、 ， Ｐ（ ． 柏） 、
Ｎ Ｖ 化 学纯 ） Ｎ Ｏ 分析 纯 ） 稠 油 油样 取 自辽 ａＯ （ 、 ａ Ｈ（ 、 河 油 田欢 采 欢 １７区块 ， 硫 质 量 分 数 为 ０ ４ ％ ， ２ 含 ．６
２１ ０ ０年 ５月 １ 日收到 ９
束后 降温 ， 出油样 分析其 硫含 量 。 取
硫含 量测定 ： 式 用 炉法 进行 测 定 。方 法 是 将 油 样 在 ９ ０ ９ ０Ｃ及 规 ０－ ５ ￣
第 一 作 者 简介 ： 志东 （９ ９ ） 男 ， 庆 石 油 学 院 博 士 生 ， 究 方 张 １５ 一 ， 大 研
摘
要
为脱 除稠 油在 井下 水 热 裂解 反 应 中产 生 的 Ｈ Ｓ 本 文 研 制 了催 化 氧 化 脱 硫 剂 。 稠 油脱 硫 的 催 化／ 化 体 系 由 Ｈ ０ 、 ， 氧
Ｈ Ｐ ｏ２ ４ ６ ２ 和 Ｎ Ｖ ３组成 ， 佳 质 量 配 比 为 ： 油 ： ０ Ｈ Ｐ ｏ２ ４： ａ Ｏ ＝１０ｇ３ Ｌ １５×１ ｇ４ ５×１ － ｇ ３ Ｍ ｌ ｏ・ Ｈ Ｏ Ｏ ａＯ 最 稠 Ｈ２ ２ ３ Ｍ ｌ ０ Ｎ Ｖ ３ ０ ：０ｍ ：． Ｏ ０ ：． ０ 。。
环烷基稠油生产高端产品技术研究开发及工业化应用
环烷基稠油生产高端产品技术研究开发及工业化应用
环烷基稠油是一种具有高粘度和高密度的油品，主要存在于油砂、油页岩和重质原油中。
由于其特殊的物理性质和组成成分，环烷基稠油在传统炼油工艺中很难得到有效利用。
因此，开展环烷基稠油生产高端产品技术研究开发及工业化应用，具有重要的意义。
目前，环烷基稠油的生产高端产品技术主要包括以下几个方面：
1. 降低粘度技术：通过添加表面活性剂或稀释剂，改变环烷基稠油的流变性质，降低其粘度，提高其可处理性。
这种技术可以将环烷基稠油转化为常规原油或精细油品，提高其经济价值。
2. 提高萃取效率技术：通过优化溶剂体系、调节操作参数等手段，提高环烷基稠油的萃取效率，降低溶剂用量，减少能耗，降低成本。
这种技术可以提高稠油的提纯度和产品质量。
3. 利用新型催化剂技术：通过设计和开发新型催化剂，加快稠油的热解、裂解、加氢等反应速率，提高产品产率和质量。
这种技术可以将环烷基稠油转化为高附加值的产品，如润滑油、石蜡、石化油品等。
4. 综合利用技术：通过将环烷基稠油与其他油品或废弃物进行混合、协同操作，提高资源的综合利用效率，降低能耗和环境污染。
这种技术可以实现环烷基稠油与其他资源的互补利用，实现资源的最大化利用。
在环烷基稠油生产高端产品技术研究开发的基础上，开展工业化应用是必要的。
通过建立环烷基稠油高端产品生产线，实现规模化生产，降低成本，提高经济效益。
同时，加强技术推广和示范应用，促进环烷基稠油高端产品技术的推广和应用。
此外，还应加强环境、安全等方面的风险评估和管理，确保环保的高端产品生产。
稠油外输化学降粘工艺技术研究
稠油外输化学降粘工艺技术研究1.高粘问题。
稠油中所含沥青质是问题的根源，沥青质的含量与组成对稠油触变假塑性特性的影响极大。
沥青质的含量越高，稠油中作为分散相的沥青质微粒形成的结构强度越大，其屈服应力也越高；稠油中胶质的存在可起稳定沥青质微粒的作用。
沥青质结构的显著变化将增大稠油粘度，并增强其弹性特征；稠油内部组织结构部分地建立在热物理作用基础之上，但是利用其热物理作用的可逆性可以改变稠油物理结构以利于其流动。
2.在稠油开采和输送过程中，任何热效应、力效应、电效应或其它物理化学因素的变化都可能引起重有机物的沉积。
固相沉积将发生在原油流经的任何场所，如生产油管、输油管、分离器、油罐以及其它地面设施中，这大大降低了设备和设施的利用率以及生产油管和集输管道的流通能力，有时会引发设备故障或管道阻塞，甚至造成灾难性事故。
针对稠油的特点和存在的技术难题，其集输工艺也在不断更新，主要包括以下几种：2.1加热法：加热法是世界上实施最早、应用最广的集输工艺，目前也仍是国内外原油主要集输方法，但是其工艺复杂、基建投资大，能耗与操作费用高，占输量l%以上的原油被烧掉和损耗，经济损失大。
对于特超稠油，必须加热到1000c左右才能满足其管输流动性要求，现有管道系统难以承受如此高的热负荷。
2.2稀释法：主要是通过在稠油中掺入适当的稀释剂（如轻质成品油、液化气或稀原油等），使管壁润湿减阻或稠油粘度因大分子浓度减小面降低，该技术降粘效果好，工艺操作简单，在国内外应用广泛。
2.3掺热水或活性水法：就是在稠油中掺大量的热水、活性水或污水使其漂浮或分散在水中，从而达到降粘和便于管输的目的。
2.4低粘液环法：就是在高粘油与管道内壁问形成一层低粘液环，使体系流动阻力大大降低，其技术关键是液环的稳定性，其技术难题是如何确保液环过泵增压时不被破坏。
2.5改质降粘法：其原理是使稠油转化为低粘组分，从根本上解决稠油降粘问题，其形式多样，主要包括热裂解、加氢或催化裂化、激光改质等，新疆新港公司稠油的减粘裂化研究表明：在370-410摄氏度和1-3小时停留时问的条件下，稠油主要发生裂化反应，可产生15-17%的轻质油品，减粘率可达90%左右，且符合200号燃料油的粘度要求。
重质原油---稠油加工技术
重质原油---稠油加工技术张国伟张文飞催国遵（辽宁石油化工大学抚顺113001）摘要:本文分析了我国重质原油加工的任务以及存在的问题，根据不同性质的原油分析阐述稠油处理的几种方案，重点阐述稠油在油田附近进行加氢制成合成原油,将重溶剂脱沥青与固定床加氢相结合以及研究生产燃料电池燃料的稠油加工流程。
关键词: 稠油加氢处理焦化过程溶剂脱沥青Abstract:The article analysis some matters which are existing to process some heavy magnesium carbonate crude oil.Several motheds basing on diferent characters have been introduced in this article .The article will mainly discuss the three flow-sheets: dense crude oil is hydrogenated near oil field，resolvation-deasphalting combine with fixed bed hydrogenation and dense crude oil produce fuel cell.Keyword: heavy magnesium carbonate crude oil hydrogenation disposal charring procedure solvent deasphalting1我国重质原油加工面临的任务我国石油比较短缺。
人均石油和天然气可采储量远低于世界平均水平,2000年, 我国人均石油可采储量只有2.6t,人均天然气可采储量为1074m3, 分别是世界平均值11.1%和4.3%【1】。
据统计, 2003年我国全年进口原油约,90Mt，至2005年, 进口规模将超过100Mt。
地质催化稠油水热裂解反应可行性研究
解反应中的地质催化作用进行了探索。“ 水热裂解
反应 ” 最早 由 Ｈｎ 提 出 ， 指稠 油与水或 蒸汽 之 间 ｙｅ 是 所发 生 的一 系列 反应 ， 括稠油 在水蒸 汽作 用下发 包 生的脱硫 、 氮 、 氢 、 环 以及 水 煤 气 转 换 等 ＿。 脱 加 开 ２ ｊ 稠油水 热裂解 反应 导致 稠油 中饱 和烃 、 芳香 烃含量 增加 ， 胶质 、 沥青 质含量 降低 ， 稠油 的平均 相对分 子 质量 减 小 ， 而 导 致 稠 油 的 粘 度 下 降 ， 质 提 从 品
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第 １ ４卷第 ５ 期
２０ ０７年 １ 月 ０
文章 编 号 ：１０ —６３ （ｏ７０ ０ ６ ５５２ｏ ）５一Ｏ８ ０４—０ ４
特 种 油 气 藏
Ｓ ｅ ｉｌＯｉ ａ ｓ Ｒｅｅ ｖ ｉｓ ｐ ｃａ ｌ ｎｄ Ｇａ ｓ ｒｏｒ
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第 ５期
刘 永建 等 ： 地质催化稠油水热裂解反应可行性研究
水热裂解室 内实验 。结果表明 ， 油藏矿物的加入使油样降粘率从 １．％增加到 ２ ．％， ０６ ３４ 降粘 率
增加 了 １ 以上 。 通 过 对矿 物 催 化 机 理 进 行 分 析 ， 出 以 油 藏 矿 物 为 催 化 剂 的 地 质 催 化 稠 油 倍 指
水热裂解反 应具有 可行性 。 关键词 ： 地质催化 ； 油； 稠 水热裂解； 降粘
２ 地质 催化稠油水热裂解反应可行性研究
２ １ 油藏 矿 物在稠 油水 热裂解 反应 中的催化 作用 ．
国内外研 究者们 在研究 稠 油水热 裂解 时 ， 已发 现油 藏 矿 物 对 稠 油 水 热裂 解 具 有 催 化 作 用 。 Ｂ１ ｅ ． ｇ ｖ 等人 在 研 究 稠 油 水 热 裂 解 反 应 动 力 学 时 指 ｒｅ ａ
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稠油催化改质技术研究陈思思;翟明昆【摘要】The viscosity reducing mechanisms and research progress of air-catalytic oxidation and steam injection aqua-thermolysis at home and abroad were reviewed.The catalytic upgrading of heavy oil is to change heavy oil component to decrease the relative molecular weight of asphaltene and resin for realizing viscosity reduction.The air-catalytic oxidation technology includes two main processes of low temperature oxidation and high temperature oxidation to realize aromatic hydrocarbons disruption and macromolecular rupture.The synergistic action of water vapor and hydrogen donor in aquathermolysis can break C-S,C-O,C-N bonds more fully.At last,field application of aquathermolysis was introduced as well as research progress in catalysis.%综述了注空气催化氧化和注水蒸汽水热裂解两种技术的降粘机理及国内外研究进展,通过对稠油催化改质、改变稠油的组分、降低沥青质和胶质总的相对分子量以实现降粘.其中空气催化氧化技术包括低温氧化和高温氧化两个主要过程:实现芳环破裂,大分子断裂.从水溶性催化剂、油溶性催化剂到微乳催化剂研究;水热裂解中水蒸汽和供氢剂的协同可使稠油中C-S、C-O、C-N键断裂更为充分,同时综述了水热裂解的现场应用和催化剂的进展.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2017(046)005【总页数】4页(P876-879)【关键词】超稠油;降粘;空气氧化;水热裂解;催化剂【作者】陈思思;翟明昆【作者单位】长江大学石油工程学院,湖北武汉430100;长江大学石油工程学院,湖北武汉430100【正文语种】中文【中图分类】TE624世界稠油量非常巨大，总储量约9～13万亿桶，能满足未来40多年的能量需求，为世界经济的发展提供充足的动力。
因此，很多国家在这方面研究投入了大量的资金。
高含量的胶质和沥青质及含重金属离子是稠油的主要特征，其中部分稠油胶质和沥青质含量能占到一半以上。
目前，热采、掺稀、加化学降粘剂等是国内开采稠油的基本手段，且复合工艺的采收率比单一技术的采收率高[1]；国外稠油开采以循环蒸汽模拟（CCS）、蒸汽辅助重力驱（SAGD）、水平井注空气催化改质（THAI-CAPRI）等工艺为主。
催化改质技术相比其他技术而言，具有自己独特的优势，分析稠油胶体体系中成分和胶粒间的引力位能与斥力位能的相对关系直接影响稠油体系稳定性[2,3]，再对稠油进行井下催化改质。
从根本上改善原油的品质，降低原油的粘度，这对环境的污染是非常小的。
此外，蒸汽驱和注蒸汽吞吐的技术在我国比较成熟，更有助稠油井下催化改质技术的现场实施和发展。
因此，催化改质技术是稠油开采复合工艺中不可或缺的，对非常规油藏开采具有重要意义。
目前，就国内油田稠油开采的情况，注空气催化氧化和热蒸汽水热裂解是两种可行性较高的方式。
1.1 空气氧化的特点与机理空气因气源丰富且廉价被运用到油藏开采，空气催化氧化降粘指在催化剂的作用下，注空气加快稠油中重质组分裂解轻质化及氧化产物对稠油的乳化分散两方面作用来实现不可逆的降低稠油粘度的方法[4]。
不仅具有常规增压驱油作用，同时发生氧化反应，释放出大量的热量，对稠油产生较好的驱替效果。
稠油注空气是一个高效、低成本的技术，它把热采和表面活性剂驱油都集于一身。
国外的研究学者很早就提出了把氧化催化改质运用到稠油开采过程中。
2008年，国内学者唐晓东，崔盈贤等对稠油注空气低温催化氧化降黏室内实验，分别在120 ℃条件下采用催化剂对石蜡进行空气氧化，生成的低分子产物可达11％～15％，稠油氧化生成的脂肪酸型表面活性剂含量高达5％～10％[5]，其氧化过程如图1所示。
因此，经大量实验证明注空气低温氧化对稠油也是可行的。
近些年来，唐晓东等继续研究认为低温氧化反应是吸氧反应，胶质被催化氧化，稠油酸值升高，使饱和烃类、芳香烃类总量增加，部分裂解的胶质又缩合成沥青，会导致沥青质和胶质的量会减少，且相对平均分子量也会变小，但是沥青质增加，粘度增大。
但是总的来说稠油重组分还是会得到稀释[6]。
H/C比是稠油改质过程中的重要参数。
2010年，秦文龙等研究元素组分变化，H/C比升高，重金属含量和杂原子大幅降低，特别是S/C比的降低，表明稠油中的有机硫化物参与了反应，这一过程中存在加氢还原反应。
催化剂中的有机硫和金属离子的络合削弱了稠油结构中的C-S键，这会最终导致分子链断裂，降低了稠油中重质组分的含量[7]。
国外学者对详细机理研究颇多，2012年，Khansari[8]低温下不同温度的具体反应，如表1所示，低温氧化（100～350 ℃）过程分为四个子区间。
2014年，袁成东，蒲万芬等通过热重/微商热重-差热联用分析(TG/DTG-DTA)一种轻质油和一种重质油的氧化特性和氧化动力学，实验表明常压空气氧化可明显观察到3个明显的反应区间，分别为低温氧化反应(LTO)，燃料沉积(FD)和高温氧化反(HTO)，DTA曲线显示重质油在低温氧化(LTO)和高温氧化(HTO)反应区间的放热峰热流量均高于轻质油，且在高温氧化反应阶段(HTO)更明显[9]。
Hart[10,11]等近年研究同样认为高温氧化（THO）要优于低温氧化(LTO)，此外，还论述了苯环成环、破裂原理，如图2所示，强调脱氮脱硫加氢的重要性，分析了焦炭、重金属、硫化物等会使催化剂失活，及催化剂的制造及加入工艺。
1.2 空气氧化催化剂与应用国内外文献报道空气催化氧化使用的催化剂以油溶性为主，通常有过渡金属类、环烷酸盐、苯甲酸镍、草酸铁、油酸铁等。
2009年，低温氧化方法在辽河进行了小范围的现场试验采油，曙光采油厂进行了10口稠油井(垂直井4口，水平井6口)，4口垂直井单井日产量平均提高25%，6口水平井单井日产量平均提高48%，累计增产2 968 t。
高温氧化机理近些年才深入研究，目前还未相关现场应用的报道。
催化剂的研究一直深受研究者的关注，2015年，Chen 等用MnO2催化剂在低温氧化过程中也有很好效果，可以促进原油就地燃烧。
同年，崔盈贤，张健等对油溶性催化剂进行改进，利用油溶性催化剂FeB制备的微乳催化剂,这种催化剂与稠油具有很好的相溶性，这种催化剂在稠油中分撒的很快。
它的优点在于，注入过程中微乳催化剂可由水携带，不需油为携带介质。
除此之外它与普通液体催化剂和固体催化剂相比，微乳催化剂在应用时具有易运输、易注入和安全性高等优点[4]。
2.1 水热裂解特点与机理裂解降粘技术是向油层注高温水蒸汽并且加入适当的催化剂和一些助剂，这样使稠油在水热条件下实现催化裂解，并且这种裂解不可逆，从而降低重质组分含量，降低稠油的粘度，实现稠油的改质降粘[12]。
Clark、Richard、Pelrine等认为水热裂解反应主要是在200～300 ℃之间，其基本原理：①噻吩类、硫醚类等化合物中C-S、C-O、C-N、C-C断裂，饱和烃和芳香烃增加；②反应后的轻质油具有溶剂稀释效应；③水热裂解产生氢气发生加氢反应，使稠油的品质得到提升[13]。
其反应总的反应机理为：2006年，陈尔跃等深入研究表明，胶质中稠环芳烃的支链中β位的C-C键和稠环芳烃之间的桥键的断裂是水热裂解反应中的主要降解反应。
张贵才，等通过实验得出：在温度为350 ℃的条件下，反应时间越长，降黏效果越好；水量适当时，高温水对稠油裂解具有一定的促进作用，抑制反应沥青质的聚合；加水量过多，会导致体系压力过大，从而会抑制裂解反应[14]。
2010年，吴川，陈艳玲等通过FT-IR、色谱-质谱等手段对河南稠油进行分析表明（见表2）：在供氢剂的协同作用下，催化剂能使C-S、C-O、C-N键断裂，胶质、沥青质中的杂原子(S、O、N)总含量减少；生成大分子化合物的量明显减少，小分子饱和烃和芳香烃的量则增加，强调了供氢剂的重要性[15]。
目前，H2O、H2、H2O-CO体系等是常用的供氢体。
2.2 水热裂解应用与催化剂进展催化剂是水热裂解中关键的部分，大概分为：过渡金属类、超强酸催化剂、纳米粒子、离子液体等。
其中超强酸催化污染过大，不符合环境可持续发展的要求；离子液体用量较大，使用成本太高；而过渡金属类中水溶性金属无机盐，油溶性金属有机盐可行性较强。
早在2002年，刘永健等使用水热裂解技术对对辽河油田杜84稠油区块8口井进行了现场试验，初期时，杜67井稠油降粘率大于80%，开井生产一个月后能保持降粘率大于50%，说明水热裂解催化技术对辽河油田的稠油有比较好的改质作用[16]。
2008年，秦文龙等采用一种油溶性催化剂XAGD-2对胜利油田孤东采油厂的K92-21，K92X1井进行了现场试验。
结果表明，催化剂作用后降粘率最高达到80.4%（平均粘度从20 050 mPa·S下降到3 920 mPa·S），开井生产一个月后，降粘率保持在65%以上[17]。
近些年来过渡金属类催化剂不断改进是催化剂发展的显著特征。
2011年，吴川，雷光伦等利用微乳液法合成的纳米镍颗粒悬浮在体系中，对胜利稠实验，黏度由原来61.5 Pa·s。
降低到5.93 Pa·s，降黏率达90.36％[12]。
2012年，李庶峰等对轮古稠油进行室内模拟水热裂解，研究认为水溶性的更易滞留在水相，而油溶性在油层中能够达到更好的分散度，实验证实油溶性过渡金属催化剂优于水溶性过渡金属催化剂，且加入表面活性剂对水热裂解有促进作用[18]。
2015年，潘登，郑延成等合成双亲磺基羧酸盐催化剂，以长链的脂肪酸与金属无机化合物反应合成了既具有亲水基团(羧酸盐、磺酸盐)又具有长链疏水基的催化降黏体系，其亲脂基团溶于油相，亲水磺酸基团溶于水，发挥双亲的优点为稠油降黏提供帮[19]助。