常减压渣油胶体稳定性与组分性质关系的研究

利用质量分率电导率法测定了大港、中东、塔河常压渣油和它们相应的减压渣油的胶体稳定性,并从组分组成和组分性质探讨了渣油胶体稳定性影响因素。样品的胶体稳定性参数为1.45～8.20,差别较大。利用液相色谱法测定了各个渣油样品各组分的平均相对分子质量和平均偶极矩。关联了组分组成和组分极性与体系胶体稳定性的关系。结果表明,胶质与沥青质的含量之比越大,胶质与沥青质的极性越接近,体系的胶体稳定性越好;重芳香分含量越高、极性越接近沥青质的极性,体系的胶体稳定性越好;饱和分和轻芳烃组分含量越高、极性与沥青质极性差别越大,体系的胶体稳定性越差。     

东辛原油组分-地层水界面扩张流变研究

从东辛原油中分离得到饱和分、芳香分、胶质、沥青质以及酸性组分,通过滴外形分析方法研究了各原油组分模拟油与地层水问的界面张力及界面扩张流变性质。结果表明,各类活性组分都具有界面活性,酯类组分的水解使得饱和分在高浓度时降低界面张力能力较强;扩张弹性随质量分数增大通过一个极大值,其高低顺序为：饱和分〉芳香分≈沥青质〉胶质≈酸性组分;饱和分中蜡组分在高浓度时以蜡晶形式析出,大大增强界面膜强度,造成较高的弹性,同时界面反应过程导致其较高的黏性。     

Investigation of Chemical Properties by NMR During the Laboratory Aging of Asphalt

In this work,the chemical properties of asphalt were evaluated during the laboratory aging. The rolling thin film oven (RTFO),termed as short-term aging,and pressurized aging vessel (PAV),termed as long-term aging. Tests were used to simulate the laboratory aging of this asphalt. The performance characteristics of asphalt depends the chemical composition of asphalt. NMR spectroscopy enables etailed information about the Carbon-and-hydrogen types of asphalt without separating it into different components. Carbon and proton NMR measurements of asphalt showed that isomerization was the main chemical reactions of hydrocarbon groups following aging. The Corbett fractionation procedure was used to separate fresh and aged asphalts into four generic fractions,namely; asphaltenes,aromatics,resins and saturates were applied to evaluate the chemical changes that occurred during the aging processes.     

道路沥青老化后组成与使用性能关系的研究

采用正庚烷溶剂沉淀和 1%H2 O -Al2 O3 吸附色谱法将沥青分成饱和分、芳香分、胶质和沥青质 4个组分。通过对沥青老化后组成与使用性能的考察 ,得出了二者的变化关系。沥青老化时 ,饱和分减少且几乎不变 ,芳香分和胶质减少 ,沥青质明显增加 ,主要变化的组分是胶质和沥青质 ;同时 ,软化点近似呈线性形式上升 ,针入度近似呈指数形式下降 ,延度降低。沥青质含量高的沥青 ,软化点高 ,针入度小 ,延度低 ;胶质使沥青具有良好的塑性和粘附性 ,并提高延度 ;饱和烃和芳香烃影响沥青的低温延度和粘结性。可为高等级道路沥青分析、生产及其它工艺提供依据     

影响稠油粘度的化学组成灰熵分析

针对稠油高粘度特性,采用灰色关联熵分析法,以MATLAB为平台分析了稠油族组成、元素组成及主要官能团与稠油粘度之间的关系,探讨了各组成因素对其粘度的影响.分析结果表明,沥青质是影响稠油粘度的最主要的因素,胶质和芳烃起着稳定沥青质,防止其聚沉的作用;而沥青质、胶质分子中的杂元素、过渡金属元素、芳香结构和烷基侧链则会影响沥青质分子之间、沥青质与胶质分子之间的缔合.分析结果与Pfeiffer提出的沥青质-胶质复合胶体体系等结论一致,证明了在稠油化学组成对粘度的影响研究中引入灰色关联熵分析法是可靠的.这对稠油处理加工将起到推动作用.     

示踪渣油转化的溶剂——渣油相图

通过分子量与氢含量关系图中与渣油无关的单值区域能描述渣油和它们的热转化产物溶剂分离的假组分。这种溶剂—渣油相图能示踪分子从一种组分向其它组分不完全转变的化学变化途径。在研究中,通过可溶性和粘土吸附能力把渣油以及渣油、渣油馏分的热转化产物分离成五种假组分:饱和分、芳香分、胶质、沥青质和焦炭。在热转化过程中溶剂分馏和溶剂—渣油相图的结合揭示出低可溶性组分的形成过程是靠增加芳香度或靠低挥发性组分分子量的增大而进行的。     

驱油剂对稠油注空气低温催化氧化过程的影响规律

为了提高空气驱的安全性及稠油改质,通过静态氧化实验研究了驱油剂对稠油低温催化氧化性能的影响规律。结果表明,研究选用的驱油剂都可以提高耗氧速率,特别是NaOH 和PAM 对耗氧速率的影响最为明显。通过族组成分析驱油剂对原油成分的影响,研究发现,低温催化氧化使原油中的饱和分和芳香分向胶质和沥青质转化,而纳米微粒Fe₃O₄ 却可以明显的反转这种变化。研究结果对驱油剂的选取、提高空气驱油技术的安全性及扩大空气驱的应用具有一定的指导意义。     

稠油化学组成对其粘度影响的灰熵分析

从稠油高粘度形成机制出发,采用灰色关联熵分析方法,以MATLAB为平台从计算化学角度探讨了稠油粘度特性与其组成、结构和性质之间的内在联系,考察了稠油化学组成和化学结构诸因素参与稠油高粘度形成过程的性质。由于对灰色关联分析法进行改进,不仅将稠油粘度与稠油组成关联起来,而且定量说明相关化学组成对稠油粘度的影响。结果表明,沥青质是影响稠油粘度的最主要因素,胶质和芳香烃起着稳定沥青质,防止其聚集分相的作用;而沥青质分子之间、沥青质与胶质分子之间的缔合与其分子中的杂原子、过渡金属、芳香结构和烷基侧链有着密切关系;沥青质分子中的极性部位(电负性部位)和配位基部位是引发沥青质分子聚沉的关键因素。有效降低沥青质分子内及分子之间的极性相互作用和配位作用,对稠油开采、集输及后加工处理将起到推动作用。     

减压渣油的分离与评价

采用超临界流体萃取分馏技术,将减压渣油分离成6个窄馏分和1个萃余残渣,对窄馏分的组成分布和结构进行了研究,为减压渣油的的合理加工提供重要基础数据。结果表明,随着窄馏分收率的增加,饱和分质量分数减小,胶质质量分数增大,芳香分质量分数先增大,达到最大值,再减小,各窄馏分中基本不合沥青质,残炭值、及金属元素含量逐渐增加,金属在最后几个窄馏分和残渣中有富集现象。用改进的Brown—Ladner法计算了各个窄馏分和原料的结构参数。     

Mo-Ni系列催化剂上渣油加氢裂化反应过程与集总动力学分析

根据工业上对渣油裂化产物质量评估的实际要求,本文按照固定沸程划分集总组分对渣油加氢催化裂化反应动力学模型进行分析研究,通过对Mo-Ni系列催化剂上渣油加氢裂化反应过程分析,认为该过程具有明显的连串反应特点,并据此提出新的反应网络,建立了六集总反应动力学模型。该模型考虑了大于524℃组分转化对产品分布的影响,用四组分SARA法对残渣油进行分析,将沥青质和胶质、芳香分和饱和分划分为两个集总组分;小于524℃部分划分为减压馏分油(VGO)、中间馏分油、石脑油和气体等4个集总组分。六集总模型简洁且清楚地模拟了Mo-Ni系列催化剂存在下渣油加氢裂化和产品生成的过程。结果表明,该模型的反应网络清晰合理,可以较好地预测产品分布;模型参数少(5个),便于实际应用。     

4种煤与催化裂化油浆共处理的研究—重质产物组成性质的变化规律

借助棒状薄层色谱（TLC）、核磁共振（^1H－NMR）以及凝胶渗透色谱（GPC）分析技术,对石家庄催化裂化油浆与兖州煤、依兰煤、先锋煤以及汾西煤共处理重质产物的组成、结构和分子量进行了研究。结果表明：各类煤与CCSO共处理的重质产物具有类似的族组成,芳香份含量显著增加。共处理重质产物的分子量大都高于假定没有相互作用时煤和CCSO单独处理的算术加和计算值。重质产物的结构特征与煤的性质相关。     

Diffusion Kinetics of Components of Asphalt Into Waste Rubber

The use of waste crumb rubber powder as a modifier for modified asphalt can recycle waste rubber to ease pressure on the environment and improve the performance of asphalt. Diffusion of components of asphalt into waste rubber is of vital importance to improve the performance of rubber modified asphalt,while the related researches are scarce. Diffusion of components of asphalt into waste rubber at different temperatures has been investigated in this work. Rectangle rubber was immersed in asphalt at certain temperature for a period of time. And the mass increment of rubber was measured to determine the diffusion rate of components of asphalt into rubber. The experimental results indicated that the diffusion rate of components of asphalt into waste rubber increases along the temperature,but the diffusion rate of components of fractions oil which is distillated from catalytic cracking slurry is much higher than that of components of asphalt. Compared with asphalt,fractions oil enjoys lower viscosity and better permeability with higher content of saturates and aromatics. All the characteristics are contributed to the efficient diffusion of components of fractions into waste rubber.     

升温速率对沥青燃烧和气态产物释放特性的影响

采用热重-傅里叶变换红外光谱联用实验分析不同升温速率下沥青燃烧的失重过程,得到沥青燃烧过程中气态产物的析出规律,并利用Kissinger法计算沥青燃烧的动力学参数,为揭示火灾中沥青的燃烧机理和指导阻燃抑烟沥青设计提供重要的理论依据. 结果表明,沥青燃烧过程主要包括有氧热解和重质组分燃烧2个阶段,且两阶段的反应机理不同. 沥青有氧热解阶段包含3个失重峰,分别对应饱和分、芳香分和胶质的热解,3种成分燃烧的活化能依次增大;随着升温速率的增大,3个失重峰出现重叠,最大失重速率明显增加,气态产物的红外光谱吸收峰强度逐渐增强. 重质组分燃烧阶段的活化能相比胶质有氧热解更低,最大失重速率及红外光谱吸收峰强度随升温速率变化不大.     

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。     

青岛炼化焦化蜡油糠醛抽提-催化裂化组合工艺研究

为合理利用青岛炼化的焦化蜡油,开展了糠醛抽提-催化裂化组合工艺的实验室研究。糠醛抽提试验结果表明,抽提最佳条件:温度为60℃,剂油质量比为2,得到抽余油的收率为52.55%,抽余油中饱和分质量分数为60.83%,芳烃和胶质的含量降低,性质得到明显的改善。催化裂化性能评价表明,焦化蜡油由于含有大量难裂化的稠环芳烃组分以及较高的氮化物,导致转化率低,产物分布差。与焦化蜡油相比,抽余油催化裂化的转化率明显提高,产品分布得到了明显的改善,可作为催化裂化的原料进行掺炼。     

克拉玛依常压渣油悬浮床加氢裂化反应胶体性质

利用质量分数电导率法研究了克拉玛依常压渣油悬浮床加氢裂化在不同反应时间和反应温度下的胶体稳定性,并验证Yen T F渣油胶体结构模型。结果表明,克拉玛依常压渣油悬浮床加氢裂化体系的胶体稳定性在生焦诱导期内下降迅速,在生焦诱导期后下降趋于缓慢;反应温度的升高使体系胶体稳定性下降。从反应后产物的族组成及其数均相对分子质量探讨了体系胶体稳定性变化的原因。研究表明,随着反应的进行,克拉玛依常压渣油体系中作为分散介质的饱和烃和轻芳烃含量逐渐上升,作为胶溶剂的胶质含量显著下降,其可溶质相对分子质量均呈下降趋势;而作为分散相的沥青质质量分数及数均相对分子质量在生焦诱导期内上升,在生焦后开始下降。胶体体系族组成及数均相对分子质量的变化破坏了该体系原有的稳定结构,导致了体系胶体稳定性的下降。     

催化裂化油浆在生产优质道路沥青中的应用

催化裂化作为主要的重油加工技术在石油加工中的地位十分重要 ,催化油浆的有效合理利用是一个迫切需要解决的问题。催化裂化油浆富含芳香分和胶质 ,结合这一性质特点 ,对催化油浆掺入渣油中通过溶剂脱沥青生产优质道路沥青的技术方案进行了研究。结果表明 ,油浆和渣油本身的性质对脱油沥青性质有很大影响 ,渣油掺兑油浆后溶剂脱沥青可使脱油沥青的针入度提高 ,延度明显改善 ,达到改善脱油沥青性质的目的。选取 3种减压渣油和两种催化裂化油浆 ,在适宜的油浆掺兑比并控制一定的脱沥青油收率 ,可以获得优质道路沥青 ,同时还可以使道路沥青的蜡含量降低 ,生产合格的重交道路沥青。     

渣油单油热反应体系中第二液相的形成特性

在渣油热反应体系中,凝聚态沥青质第二液相是焦的最直接物理化学前身物和提高渣油热转化过程经济性的关键因素。渣油的组成和物理／化学结构是影响渣油热反应体系中第二液相形成特性的最重要因素,但渣油的组成和结构特性对渣油热反应体系中三类第二液相形成的影响的性质和程度不同。渣油体系物理结构的固有稳定性越高,物理第二液相越不容易形成;渣油体系中原生沥青质和原生胶质的分子反应能力越低,化学物理第二液相和化学第二液相也都越不容易形成。据此,可以比较或估量不同组成和结构的渣油热反应体系的生焦倾向的大小。     

石油沥青在连续热和空气老化中化学族组成的变化及动力学研究

本文在120～180℃范围内详细考察了欢三联和胜利直馏沥青在连续热和空气老化中化学族组成妁变化.结果表明,随热和空气老化时间的增长,沥青的饱和烃组分含量基本不变,芳香烃组分含量逐渐减少,而沥青质组分含量逐渐增加。在较低温度(120～140℃)下,胶质组分含量稍有增加,未形成甲苯不溶物组分。但在较高温度(180℃)下,胶质组分含量先增加后下降,甲苯不溶物迅速增加.随热和空气老化温度的升高,各组分含量的变化更为显著。欢三联沥青各组分的表现老化速度常数为(4.252～23.59)×10~(-3)h~(-1),表现老化活化能为29.96～36.34kJ/mol。胜利沥青各组分的表现老化速度常数为(6.083～24.24)×10~(-3)h~(-1),表现老化活化能为14.67～15.48kJ/mol.本文所提出的连串反应动力学模型很好地解释了石油沥青在连续的热和空气老化中化学族组成的变化规律,各组分含量的理论计算值与实测值相吻合,其差值一般小于3％.     

树脂特性对PVC增塑糊流变性能的影响

采用同轴圆筒黏度计研究了不同树脂原料制备的聚氯乙烯.(PVC)增塑糊体系稳态流变性能,分析了树脂特性对增塑糊流变性能的影响.结果表明,所制备的增塑糊体系流动曲线特征主要取决于树脂的合成方式和树脂颗粒粒径大小和分布,体系黏度对温度的依赖性主要取决于树脂颗粒的粒径分布,粒径呈双峰分布的增塑糊体系黏度对温度更为敏感,更易于凝胶.在PVC糊开始凝胶之前,随温度的升高,所制备的增塑糊体系黏度对剪切速率的依赖性均减小,且有向牛顿流体转变的趋势.