稠油及其组分结构参数和红外光谱的考察

将委内瑞拉稠油进行四组分的分离。通过元素分析、核磁共振等分析方法研究了委内瑞拉稠油及其组分的基本性质及结构参数,对稠油及其组分的平均结构参数进行分析计算。结果表明,委内瑞拉稠油数均相对分子质量的大小顺序是：沥青质〉胶质〉芳香分〉饱和分,沥青质的数均相对分子质量要远远大于其他3个组分的数均相对分子质量。委内瑞拉稠油的结构参数CT、HT、CA、RA、RT、RN、CN、C.I.大小顺序均为：沥青质〉胶质〉芳香分〉饱和分。委内瑞拉稠油的饱和分红外谱图在2 800～3 100cm-1和1 350～1 390cm-1出现强吸收峰,属于甲基和亚甲基的特征峰。羟基、羰基等基团的存在使委内瑞拉稠油胶质与沥青质分子之间及沥青质本身分子形成氢键。     

塔里木稠油及其组分中元素的分布和红外光谱分析

以塔里木3种稠油为原料,对稠油进行四组分的分离,测定了稠油及各组分的C、H、S、N及金属镍、钒、钙、铜、铁、钾、钠和铅的含量,研究了各金属在稠油组分中的分布,并进行了红外光谱分析。结果表明,相同条件下,3种稠油及其四组分在C、H元素的含量上差别不大,N元素富集在胶质和沥青质中,S元素主要存在于芳香分、胶质及沥青质中,3种稠油的饱和分中均含有微量的N、S元素。在3种稠油中,各金属元素在饱和分和芳香分中含量很低,随着组分的变重,含量急剧增加。3种稠油中的金属元素主要富集在沥青质中,其次是在胶质中。3种稠油饱和分的官能团种类几乎无差别,稠油的饱和分红外谱图在2800～3100 cm -1和1350～1390 cm -1出现甲基和亚甲基的强吸收峰。     

渣油加氢转化过程中沥青质的结构变化

通过1H -NMR、元素分析和平均相对分子质量等方法研究了不同沥青质质量分数的渣油在高压釜内加氢反应前后沥青质结构和组成的变化。结果表明, 加氢反应后沥青质的平均相对分子质量和H/C 原子比减小, 芳碳分率增大, 芳香环系周边氢取代率σ及芳香环系缩合度参数H AU/ CA 减小, w(HA)增加, 而w(Hα)、w(Hβ)、w (H γ)减少, 沥青质的取代芳碳分率减少, 质子芳碳分率增加, 表明加氢反应后所得沥青质的缩合度增大, 沥青质发生了明显的脱烷基侧链反应。加氢后沥青质的含硫质量分数降低, 含氮质量分数增加。随原料中沥青质质量分数的增加, 加氢后沥青质的环烷环数和芳香环数均逐渐增加, 尤其是芳香环数, 甚至会大于原生沥青质。渣油加氢过程中沥青质主要是以单元薄片为基本单元参与反应的, 沥青质的加氢反应, 既有自由基反应, 又有正碳离子反应。     

塔河稠油活性组分对油水界面性质和乳状液稳定性的影响

针对塔河稠油采出液,测定了稠油采出液的黏度、含油量、含水量等,并将其分离出沥青质、胶质和蜡组分,分别研究了这3种组分对油水界面张力和界面剪切黏度以及稠油乳状液稳定性的影响。研究发现,沥青质和胶质作为天然的乳化剂,能使油水界面张力明显降低,且油水界面剪切黏度大小顺序为:沥青质>胶质>蜡,说明沥青质能稳定油水界面膜。此外,将胶质加入模拟油与模拟水所形成的O/W 乳状液稳定性最强,其次是沥青质和蜡组分;而使模拟油与模拟水所形成的W/O 乳状液稳定性最强的是沥青质,其次是胶质,蜡组分最弱。     

渣油中溶于正庚烷但不溶于正戊烷沥青质性质分析

利用GPC,XRD,^1H—NMR,SEM及HyperChem模拟等技术手段对加拿大油砂沥青减压渣油VTB中溶于正庚烷但不溶于正戊烷的沥青质（（C5-C7）沥青质）的性质进行了考察,并与正戊烷沥青质、正庚烷沥青质进行了比较。结果袁明,（C5-C7）沥青质的质量分数为9．80％,主要由小分子组成,其芳香片层没有形成堆积结构,在三种沥青质中拥有最低的芳碳率和芳香环数,但环烷环数的数目最多（2．60个）,与芳香环相连的烷基链的长度要高于另外两种沥青质0．5个碳原子,该种沥青质颗粒尺寸较大,表面光滑、平整,能量最高（266．73kJ／mol）,稳定性最差。     

沥青组成结构对沥青表面能的影响研究

开展沥青组成结构对沥青表面能的影响研究可为揭示不同沥青与集料黏附性能的差异提供理论依据。文章基于表面能理论,采用接触角法测定了不同沥青的表面能,分析了表面能与宏观性能、四组分组成、元素组成和平均结构单元参数之间的关联关系。结果表明:采用接触角法能够有效测定沥青的表面能,4种沥青的表面能在17.36~23.11 m J/m2之间,并表现出较大的差异性,而表面能与宏观性能之间的关联没有明显的规律性;饱和分是影响表面能的最主要因素,饱和分含量越高,沥青质含量越低,表面能越大;元素H、H/C、C含量是影响表面能的主要因素,其含量越高,杂原子含量越低,表面能越大;平均结构单元参数烷链支化度、烷基碳率是影响表面能的主要因素,其支化度越高,芳香碳率、芳香环系缩合度越低,表面能越大。     

四组分组成及性质对煤焦油沥青质初始絮凝点的影响

为保障煤焦油悬浮床加氢装置的稳定操作,需对原料的沥青质絮凝现象及影响因素进行研究。研究了煤焦油沥青质初始絮凝点测定方法、四组分组成性质及重油分子结构参数对煤焦油中沥青质絮凝现象的影响。以一种高温焦油A、一种中低温焦油（大于320 ℃重油）B和两者混合油C为试样,采用光度计法测量焦油样品A、B、C的沥青质初始絮凝点。将煤焦油样品分离为饱和分、芳香分、胶质和沥青质四个组分,采用元素分析、相对分子质量测定、核磁共振H谱等分析手段,对样品性质和平均分子结构进行表征。结果表明,三种焦油样品均有不同程度的沥青质絮凝情况,其胶体稳定性为：A>B>C。四组分组成和性质共同决定样品的胶体稳定性。A样品因为具有高度缩合的稠环芳烃,侧链短且少,m(胶质)/m(沥青质)比值大,各组分芳香度、相对分子质量等性质连续分布,所以沥青质在芳香分和胶质中的分散情况较好,体系相对最稳定。A、B样品组成和性质差异大,导致二者不能很好相溶,因此混合焦油C样品胶体稳定性差。     

基于FTIR对油页岩生烃特性的分析

对五种不同地区油页岩样品进行固体KBr压片红外吸收光谱分析,并通过Gaussian分峰拟合和红外结构参数的计算,得到了油页岩的官能团结构特征和生烃特性。结果表明:傅里叶红外光谱(FTIR)可以直接用来对油页岩进行生烃特性分析,而忽略矿物质对其影响;油页岩脂肪族结构中CH_2为主占整个脂肪烃55%以上,CH_3及次甲基含量相对较少;生烃能力越大的油页岩,其脂肪烃碳链越长(支化程度越低),生气潜力越大,芳烃含量越低,含氧官能团含量越高;此外,H/C分别与芳碳率(fa)、Hal/Har存在良好的线性关系,H/C越大,芳碳率(fa)越小,Hal/Har越大。     

紫外吸收光谱研究胜利渣油胶质、沥青质结构特性

以紫外吸收光谱理论为基础,通过剖析胜利渣油中胶质、沥青质的紫外吸收光谱及其二阶导数光谱,并与模型化合物的紫外吸收特征相比较,研究胶质和沥青质的化学结构。实验结果表明,芳香单片为胜利渣油中胶质、沥青质组分结构的最基本单位。胶质、沥青质的芳香单元结构--基本吸收生色团具有相似性,单元芳香片中芳香环数以3～4个环为主,共轭芳香环的排列形式主要为“线性排列”,即渺位缩合。但胶质和沥青质的结构也存在着差异,即胶质中基本不含有多于5个环的共轭芳香片,而沥青质中含有少量多于5个环的共轭芳香片,并且这些共轭芳香片有部分“面性排列”,即迫位缩合,同时沥青质中的芳香结构所占比例较大。由此得出了胶质和沥青质可能的近似结构模型。     

克拉玛依油田微生物吞吐矿场试验及效果分析

针对克拉玛依油田稠油沥青质组分所占比例大的特点,通过室内菌种筛选,选育出适合克拉玛依稠油的微生物菌种,该菌种能够显著降解稠油中的沥青质.微生物吞吐矿场试验结果表明:六口油井措施有效率100%,累计增油936.883t,取得明显的经济效益,该技术为新疆油田稠油蒸汽吞吐后进一步提高采收率提供了一种工序简单、安全环保的新方法.     

Accumulation and Mixing of Oils in Jinghu Sag of Subei Basin： Constraints from Thermal Maturity Parameters

Oils in Jinghu sag are abundant with high content of polar compounds and have a low ratio of saturate to aromatic hydrocarbons and a high ratio of resin to asphaltene. The gross composition of oils in the Jinghu sag suggests typical immature to low mature characteristics. Some compounds with low thermal stability were identified. Light hydrocarbons, a carbon preference index, an odd even index, n-alkane and hopane maturity parameters show mature features and little differences in the maturity level among oils. Sterane isomerization parameters indicate an immature to low mature status of oil. Transfer of the sedimentary center during sedimentation has led to different thermal histories among subsags and thus generated oils with different maturities. On the basis of source analyses, four migration and accumulation patterns with different maturity can be classified. Combined with available information on mergers of source, reservoir and long distance oil lateral migration, mixing conditions were present in the Jinghu sag. Experimental results indicate that maturity variations are caused by mixtures of hydrocarbons with different maturity.     

渣油转化反应过程分析

原油重质化和劣质化是世界原油的发展趋势,因此渣油的加工和利用是石油炼制工业研究的主要课题。综合大量研究信息,根据渣油的物理体系、化学结构和渣油的加工方式,归纳并分析了渣油热转化,渣油中的胶质和沥青质、饱和分和芳香分、多环芳烃的反应过程及渣油的脱硫脱氮的反应过程。结果表明,胶质和沥青质发生断烷基侧链及缩合反应,饱和分与芳香分发生开环和断链反应,多环芳烃加氢遵循正碳机理,渣油的脱氮脱硫反应遵循 Lewis酸碱理论。     

稠油催化改质降黏实验研究

稠油催化改质是在350~400℃的稠油中加入催化剂,使其分子中的C-C键发生断裂,大分子变成小分子,稠油平均分子量降低,胶质和沥青质总含量减少,以达到大幅度降低稠油黏度、改善稠油流动性和实现稠油管道常温输送的目的。通过控制反应条件,可以抑制缩合结焦副反应。选择油酸铁作为催化剂,在较优操作条件下(油酸铁质量分数0.1%,反应温度370℃,反应时间30 min),对稠油进行催化改质降黏。改质稠油黏度由原始的21 040 mPa·s下降到336 mPa·s,降黏率为98.7%,胶质和沥青质分别减少了11.3%和20%,饱和烃和沥青质分别增加了约16.1%和15.2%。凝点从20℃下降到-5℃,平均分子量从620降至450,有利于常温管道输送。     

呼和湖凹陷原油地球化学特征及油源对比

呼和湖凹陷原油具有低密度、低粘度、低含蜡量和低凝固点的特点。其正烷烃碳数分布范围为nC14～nC35,主峰碳数多为nC21,奇偶优势基本消失,nC2-1/nC2＋2为0.55～1.186,为轻质油。原油姥鲛烷优势明显,且伽马蜡烷、β胡萝卜烷含量低,为淡水-沼泽环境。原油饱和烃含量高,非烃和沥青质含量低,轻重烃比值较高,C29甾烷20S/（20S＋20R）和C29甾烷αββ/（αββ＋ααα）均在0.45～0.58,C31藿烷22S/（22S＋22R）为0.58,这些特征表明该区原油属于成熟原油。油源对比研究表明,研究区原油只具有与南二段煤系烃源岩大致相同的碳同位素、甾烷及萜烷分布特征,原油来源于南二段煤系烃源岩。     

辽河常渣及其加氢尾油中的酸性含氧化合物

对辽河常渣及其悬浮床加氢尾油中酸性含氧化合物的分布情况进行了研究。辽河常渣在重质油国家重点实验室中试装置中进行悬浮床加氢裂化反应。反应后产物经常减压蒸馏后,分离为〈500℃馏分及〉500℃加氢尾油。采用柱色谱法将辽河常渣分别进行四组分及六组分分离,将辽河常渣悬浮床加氢尾油进行六组分分离,测定了各个组分的酸值。结果表明,辽河常渣四组分中的酸性含氧化合物主要分布在胶质中。辽河常渣六组分中,酸性含氧化合物主要分布在重芳烃中。辽河常渣悬浮床加氢尾油的六组分中,酸性含氧化合物主要分布在胶质中,其次是重芳烃。     

核磁共振法研究渣油加氢生成油的结构变化

通过核磁共振波谱（ＮＭＲ）、元素分析和平均相对分子质量等方法研究了渣油在不同温度下的固定床加氢处理过程的结构和组成变化。结果表明,随着加氢深度的增加,渣油加氢生成油的平均相对分子质量、芳碳摩尔分数、总碳数（ＣＴ）、总氢数（ＨＴ）、芳香碳分率（ｆＡ）、芳香碳数（ＣＡ）、总环数（ＲＴ）以及芳香环数（ＲＡ）等结构参数也都呈明显的降低趋势,而氢碳原子数比逐渐升高。表明了经过加氢处理过程,渣油中部分较大的分子裂解并加氢,变成分子较小的组分,不饱和程度也得到了降低,渣油质量得到明显改善。