塔里木稠油及其组分结构参数的研究

以塔里木稠油1、塔里木稠油2、塔里木稠油3为原料,将3种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3种稠油及其组分的基本性质,对稠油及其组分的平均结构参数进行分析计算。结果表明,相同条件下,稠油黏度大小、残炭值和沥青质含量从大到小顺序均为:塔里木稠油2、塔里木稠油1、塔里木稠油3;塔里木稠油2的芳碳率(fA)最高,塔里木稠油3及塔里木稠油1的芳碳率很接近。3种稠油的缩合指数(C.I.)差别不大。对同一种稠油,数均相对分子质量,结构参数CT、HT、fA、CA、RA、RT、RN、CN、C.I.从大到小顺序均为:沥青质、胶质、芳香分、饱和分。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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     

道路沥青老化后组成与使用性能关系的研究

采用正庚熔剂沉淀和1％H2O－AlO3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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

超稠油中极性四组分的乳化降粘性能

用极性四组分分离方法将胜利油田罗家超稠油分离成饱和分、芳香分、胶质、沥青质,四组分在原油中的质量分数分别为20.17%,39.28%,20.67%,19.88%,并采用红外光谱技术和元素分析考察了极性四组分。将各组分配制成质量分数为2%的甲苯模拟油,考察了模拟油在碱水、地层水体系中的乳化性能及界面张力。实验结果表明,芳香分和胶质是罗家稠油区超稠油的主要界面活性组分;筛选的降粘剂使极性四组分模型油的透光率和界面张力大大地降低,适于本稠油的乳化降粘。     

常压渣油及其悬浮床加氢尾油中的酸性含氧化合物

以克拉玛依炼油厂常压渣油为原料,在重质油加氢实验室中试装置进行悬浮床加氢反应：反应时间为1h,催化剂质量分数为800μg/g,反应温度分别为410,430,440℃。对反应后产物进行常减压蒸馏。采用柱色谱法对克炼常渣及其悬浮床加氢尾油进行四组分分离,测定了各组分的酸值,考察了常压渣油及其悬浮床加氢尾油中酸性含氧化合物的分布情况。研究结果表明,克炼常渣中的酸性含氧化合物主要分布在胶质中;克炼常渣悬浮床加氢尾油中的酸性含氧化合物主要分布在胶质和沥青质中。     

稠油W/O乳状液增黏原因的灰熵关联研究

采用灰熵关联分析法研究了胜利稠油W/O乳状液增黏倍数与稠油组成(极性四组分含量、有机杂原子含量和过渡金属含量)和油品性质(稠油极性组分的分子质量和偶极矩)的关联。结果表明,在稠油组成中,沥青质和胶质的含量、O含量及Ni含量是影响W/O乳状液增黏倍数的重要因素;在稠油性质中,沥青质的性质是影响W/O乳状液的增黏倍数的关键因素。     

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。     

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。     

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.