大港减压渣油超临界萃取物的柱层析分离及GC/MS分析

在大港减压渣油超临界萃取物(DVR SFEF)的GC/MS分析检测中,除了大港减渣1级萃取分F1以外,在其他级分中分析检测出的物种和数量均较少,特别是DVR SFEF 10~SFEF 17的检测结果很不理想。故通过层析柱对DVR SFEF按照标准分析方法进行分离,可以得到饱和分、芳香分、胶质和沥青质在DVR SFEF中的分布规律,以及DVR SFEF所含饱和分、芳香分、胶质和沥青质中链烃、环烷烃和芳烃的含量的变化规律;还检测出了具有高附加值的稀有物质。     

渣油及其组分黏度的分子层次组成关联研究

渣油由于自身的黏度大和流动性差制约其加工和运输,所以渣油高黏度的来源成为探究的关键。本研究把不同渣油分离成SARA (饱和分、芳香分、胶质、沥青质)四个组分并进行黏度和分子组成的关联研究。研究结果表明:从组分含量来看,渣油黏度影响的灰色关联顺序为:沥青质>饱和分>胶质>芳香分。饱和分黏度远小于渣油的黏度,说明饱和分是渣油体系主要的稀释剂。从组分分子层次来看,发现饱和分的黏度贡献主要来源于环烷烃的贡献,环数越多对饱和分黏度影响越大。芳香分的黏度贡献主要来源于N1O1类和N1类化合物的分布。除了金属元素Ni及Fe元素,胶质黏度很大程度受O1类化合物的影响。     

超声波对重质油4组分分布的影响

渣油的饱和分、芳香分、胶质和沥青质4组分的分布直接影响各工艺的产品产率与产品质量,对重质油加工具有十分重要的意义.探索超声波作用对油品4组分含量变化的影响,为进一步探索超声波对重质油4组分的化学作用提供依据.结果表明:超声波作用对重质油4组分的分布有影响,可以促进饱和分和芳香分质量分数的增加,胶质和沥青质质量分数的降低.本试验范围内,超声温度50～60℃,超声时间15 min,超声频率28 kHz,超声功率200 W,与原料油相比,重质油4组分中饱和分和芳香分质量分数增加率分别为5％和4％,胶质和沥青质质量分数分别减少了2.5％和7.5％.     

中低温煤焦油中金属Fe分布及其赋存形态

煤焦油中的金属是有害元素,分析其含量与分布,以及金属赋存状态,对综合利用煤焦油意义重大,本论文首先将煤焦油分成四个组分,分别是饱和分,芳香分,胶质、沥青质和甲苯不溶物,分析各族组分中Fe含量;其次研究分析不同类型Fe含量分布。研究结果表明:煤焦油中胶质、沥青质和甲苯不溶物组分中金属Fe含量较高,计算结果表明Fe元素主要存在于胶质与沥青质中,各占34.3%和59.1%。煤焦油中Fe元素90.6%存在于油相中,赋存状态为石油酸Fe、卟啉Fe和非卟啉Fe。     

石油产品中残炭测定实验的教学改革

论文针对中国石油大学化学综合实验中残炭测定项目进行教学改革。选取燃料油和渣油为原料,对石油产品进行四组分的分离,将原料分为饱和分、芳香分、胶质和正庚烷沥青质。用自动微量残炭仪测定原料及各组分的胶质、沥青质中的残炭,研究残炭在石油产品组分中的分布。结果表明:石油产品中的残炭主要来源于样品中的胶质和沥青质。自动微量残炭测定法适合测定油品组分中的残炭。     

不同原油界面活性组分的分离及表征

用极性分离法将胜利油田孤东1#、孤东4#原油和大庆原油分离为饱和分、芳香分、胶质、沥青质组分(S、Ar、R、As)。孤东1#和孤东4#沥青质组分质量分数(14.43%、11.35%)明显高于大庆原油沥青质组分质量分数(0.09%),而饱和分组分质量分数(47.08%、46.54%)低于大庆原油饱和分质量分数(68.08%)。孤东1#和孤东4#原油的原油组分(S、Ar、R、As)氧的质量分数、酸值由大到小的排序为:沥青质>胶质Ⅰ>芳香分>饱和分。而大庆原油的原油组分酸值由大到小的排序为:胶质Ⅰ>沥青质>芳香分>饱和分;大庆原油的饱和分组分中氧质量分数较低,饱和分中氧质量分数在原油氧中所占比例最高(0.375%),饱和分中的氧化物对大庆原油的界面活性影响不可忽视。在3种原油所有原油组分中,孤东1#原油沥青质的酸值最大(16.45 mg KOH/g沥青质),说明孤东1#原油沥青质组分含有较多酸性基团,反应活性较强。色-质分析结果表明,孤东原油饱和分正构烷烃在C10-C37呈双正态分布,大庆原油饱和分正构烷烃主要分布在C10-C38,基本呈正态分布。     

沥青质加氢过程中的结构组成变化

综述了原油沥青质在加氢处理中结构组成变化的研究现状。现有的研究主要针对沥青质加氢过程中H/C原子比随加氢条件变化如何变化,S,N,V,Ni脱除状况,以及加氢处理中沥青质相对分子质量及分子结构的变化,沥青质晶体结构参数的变化。结果表明:加氢处理后沥青质C,H质量分数降低,H/C原子比且随加氢条件变化苛刻而降低。沥青质的S较易脱除,由于N,V,Ni位于沥青质芳环系中,所以难以脱除,且随着反应条件的苛刻,其质量分数增加。反应中沥青质烷基侧链变短、侧链数变少,芳环数减少,芳核缩合度增加,芳香度增加,沥青质平均相对分子质量降低,总环数增加。加氢转化后沥青质芳香层层数M减少,芳香层层间距dm和芳香层堆积高度Lc降低。通过这几方面的研究结果分析,对解决加氢处理中沥青质引起的催化剂生焦及轻质油收率低等不利影响具有重要的理论指导意义。     

基于柱色谱分离的阿曼减压渣油结构表征与溶解度参数测定

采用液-固色谱分离方法将阿曼减压渣油分离成饱和分、轻芳烃、中芳烃、重芳烃、轻胶质、中胶质、重胶质和沥青质8个组分,对各组分烃类组成和分子结构进行表征;同时采用基团贡献法计算各组分溶解度参数并与各组分性质进行关联。结果表明,芳香分和胶质组分中S分布相对均匀,绝大部分N（85.05%）、残炭（91.95%）和镍钒金属（99.85%）分布在重芳烃、胶质和沥青质中,金属和残炭脱除率分别在流出组分累计收率为53.8%和43.8%时存在明显下降拐点,对溶剂脱沥青工艺操作有重要指导意义;从饱和分到沥青质,各组分的密度ρ_i、摩尔体积V_i和溶解度参数δ_i依次增加;阿曼减压渣油的溶解度参数δ_VR为17.29MPa^1/2,介于轻芳烃和中芳烃之间。相对于S、N、残炭值、H/C比和芳香度f_A,溶解度参数δ与密度、总环数R_T和分子量关联性较好,尤其与对数lnM呈现良好线性关系,可以近似看成分子量的单值函数δ=4.7282lnM-14.639。     

SBS改性沥青紫外老化研究

将不同老化时间、老化方式的SBS改性沥青的饱和分、芳香分、胶质、沥青质和SBS改性剂分离出来,用傅立叶红外光谱分析各组分的结构变化以研究SBS改性沥青的紫外老化机理.结果表明：紫外老化后,SBS改性沥青的饱和分和芳香分含量下降、胶质和沥青质含量上升、胶体不稳定指数上升;羧基和亚砜基含量增加,说明光氧化产生了极性官能团.     

沙特原油活性组分的结构对油水界面性质的影响

测定了从沙特原油中分离出的胶质和沥青质的红外、紫外光谱和相对分子质量。对含有胶质、沥青质的模拟油和模拟水体系,测定了其界面张力和界面剪切黏度。胶质和沥青质的相对分子质量分别为497和1 786;光谱分析结果表明,沥青质比胶质含有更多的芳香环结构。含胶质和沥青质体系的界面张力分别是33.205 8 mN/m、31.732 5 mN/m,相差不大。对于界面剪切黏度,沥青质体系远大于胶质体系,同在100 mg/L,胶质体系剪切速率在0-0.5 rad/s时,界面剪切黏度最大不超过0.002 5 mN/m,而沥青质体系剪切速率在0.3 rad/s下,界面剪切黏度最大值大于1.000 0 mN/m,并且其曲线具有吸附曲线的特征,沥青质体系具有较强的界面膜,其界面膜的形成经历了从液态扩张膜到液态凝聚膜的变化过程。界面膜强度的大小与界面活性物质的相对分子质量的大小和芳香环结构含量的多少有关。     

Chemical composition and structure characterization of distillation residues of middle-temperature coal tar

The distillation residues of middle-temperature coal tar (DRMCT) were separated into saturate, aromatic, resin and asphaltene fractions by using the combination of solvent extraction and columnchromatography separation.The isolated four fractions have been further characterized through the combination of elemental analysis,Fourier transform infrared (FTIR) spectra, proton nuclearmagnetic resonance spectrum(1HNMR) and molecular weight analysis. The analysis results confirm the view that the saturate fraction from DRMCT was mainly composed of long-chain alkanes and almost all of the heteroatoms (S, N and O) were existed in aromatic structures.The asphaltene fraction had the highest molecular weight, the most amount of heteroatom (especially oxygen)and was the most condensed with shortest alkyl side chains among all the fractions. In addition, for the heavier components, the resin and asphaltene fractions from DRMCT contained lower ratio of H/C, lower molecular weight and higher aromaticity degree when compared with crude oils.     

原油组成对原油管道结蜡规律的影响

利用旋转式动态结蜡装置,对不同组成的人工油样(胶质和沥青质含量不同或蜡含量不同)进行了不同条件下的实验研究.通过对管壁沉积物取样并利用差式扫描量热法(DSC)和四组分法进行分析,探究了不同原油组成对结蜡的影响规律.结合胶质和沥青质在结蜡过程中的作用机理,发现胶质和沥青质的存在虽然总会削弱蜡分子的迁移动力,阻碍蜡分子的沉积,但在含量较小时会协同蜡分子的沉积作用,而当含量较大时会以粘壁的形式附着于管壁.对蜡含量不同原油的结蜡规律研究发现:原油所含蜡分子的碳数越高,结蜡层中的蜡含量就越少.但由于碳数较高的蜡分子具有相对较长的碳链,更容易与原油中的胶质和沥青质发生共晶作用,故更易与胶质和沥青质一起沉积于壁面.     

界面剪切黏度对原油乳状液稳定性的影响

对孤东一号联合站及孤东四号联合站(简称孤东1#及孤东4#)两种原油及其分离组分(饱和分、芳香分、胶质、沥青质)配成模拟油,测定了模拟油与碱水〔w(Na2CO3)=1 2%〕体系的界面剪切黏度。原油浓度越大,界面剪切黏度越大;沥青质模拟油/碱水界面剪切黏度最大,在油/碱水间形成了一定强度的界面膜,膜的强度大于饱和分、芳香分、胶质的界面膜强度;孤东4#沥青质模拟油/碱水的界面剪切黏度大于孤东1#沥青质的界面剪切黏度。在剪切速率为0 3rad·s-1时,原油及胶质的油/碱水界面剪切黏度不随时间变化。     

辽河稠油与孤岛稠油油-水界面张力的比较

采用吸附色谱法,将辽河和孤岛稠油按极性分为饱和分、芳香分、胶质、沥青质。考察了它们的化学组成和界面张力,比较了两个组分系列在不同条件下油-水界面张力的变化规律。结果表明：辽河稠油组分中的芳香共轭成分以及含氧、氮的极性基团较多,界面活性较强;在不同的水包油乳状液体系中,辽河稠油的界面活性比孤岛的强,且沥青质的界面活性最强;pH值对辽河稠油活性组分的油-水界面张力的影响总体上略大于对孤岛稠油活性组分的影响,即对界面活性高的影响较大。     

注蒸汽条件下供氢催化改质稠油及其沥青质热分解性质

利用CWYF-Ⅰ型高压反应釜模拟热采条件下,以甲酸作为供氢体.以自制的油溶性有机镍盐为催化剂进行的稠油水热裂解反应.考察了供氢体的加入对催化水热裂解反应前后稠油黏度、族组成及硫含量的影响,并采用TG-DTA分析法对供氢催化改质反应前后稠油中沥青质的热转化行为进行了分析.结果表明,随着加入供氢体质量分数增加,供氢催化水热裂解后稠油降黏率增大,饱和烃、芳香烃含量增加,胶质,沥青质含量降低,同时硫含量下降.供氢催化水热裂解反应后的稠油中沥青质TG-DTA曲线分析表明,供氢催化水热裂解反应后稠油中沥青质失重量高于催化水热裂解反应前稠油中含有的沥青质的失重量.经过供氢催化水热裂解反应,稠油中沥青质的稳定性下降.     

Study on molecular structure and association behaviour of heavy subfractions of vacuum residue by an improved separation method

Vacuum residue (VR) is the most complex component of crude oil. Due to the special structure of heavy subfractions, physical aggregation and chemical coking reactions easily occur through molecular force, which affects the normal processing. Therefore, in-depth study and analysis of their composition, structure and association behaviours are particularly important. In view of the shortcomings of the traditional separation method in terms of separation accuracy, mainly including the purification of asphaltenes and the poor separation of resins. In this paper, a reasonably improved separation method is adopted, and the multi-stage asphaltene extraction and the multi-stage silica gel coupling separation are carried out innovatively, which achieves a high yield of 99% while ensuring the separation accuracy. The samples were characterized by elemental analysis (EA), gel permeation chromatography (GPC), Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), hydrogen nuclear magnetic resonance spectroscopy (¹H-NMR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffraction (XRD), and scanning electron microscope (SEM) to study their structural characteristics and association behaviours. The results show that the main forms of heteroatoms in asphaltene and resin surface are C-O-C, C-OH, pyridine, pyrrole, and thiophene, and the content of these substances is higher in asphaltene. Compared with resins, asphaltenes contain a more peri-condensed aromatic structure and shorter alkyl substituent side chains. By studying the hydrogen bond and acid–base interaction, it is found that asphaltene and resin mainly contain OH-OH, OH-π, and OH-ether O, of which the content of OH-OH is the highest. Asphaltene and resin have more neutral and basic substances. These hydrogen bonds and acid–base interactions caused by heteroatoms are the main forces for the association of the heavy subfractions of the VR.     

春风减渣改质塔河减渣制取60#道路沥青效果

塔河减渣（THVR）直接生产合格道路沥青存在技术瓶颈。本文用调和工艺,以塔河减渣为基质沥青,在荆门油浆、荆门抽出油及春风减渣3种不同种类的调和组分中优选出新疆春风减渣（CFVR）为优质软组分,对THVR改质制备60^#道路沥青的效果进行考察,建立基于正庚烷沥青质含量的沥青热老化动力学模型,并对改质前后沥青四组分进行平均分子结构表征。结果表明：与THVR相比,CFVR热老化性能及低温性能较好,但感温性能较差,添加40% CFVR的调和沥青TH-CF-40可满足道路石油沥青60^#标准。TH-CF-40老化速率较小,老化反应活化能E_a为102.00kJ/mol,较THVR为高;其饱和分链长为14.44,较THVR短;芳香分、胶质及沥青质芳碳率f_A分别为0.29、0.42、0.46,芳环与环烷环之比R_A/R_N分别为1.24、2.65、2.93,平均侧链长度L分别为6.78、6.09、5.40,均向CFVR趋近,从而使得调和沥青的抗热老化性能及低温延展性有所提高。采用该工艺有助于减少塔河减渣焦化处理量,提高塔河减渣的利用水平,研究结果为拓展春风优质沥青的更高效利用提供理论指导,具有学术意义和应用前景。     

槐糖脂用于含油砂质土壤处理及石油资源回收

模拟了以生物型表面活性剂槐糖脂配制水溶液和微乳液对原油污染土壤进行处理并回收原油的实验,通过对比证明槐糖脂微乳液对含油土壤的原油脱除效果优于其水溶液,分析了槐糖脂、NaCl、丙三醇的添加量对原油脱除效果的影响,并筛选出3种微乳液配方。将原始原油、土壤与3种配方微乳液回收的原油、土壤进行理化性质对比发现：回收土壤的pH略高且大致呈中性,黏粒体积分数减少,zeta电位无明显变化,微乳液处理对土壤的理化性质影响较小;回收原油中饱和分含量升高,芳香分、胶质和沥青质含量降低,灰分含量增加,密度增大,黏度降低,表明回收原油具备一定的经济使用价值。将3种配方微乳液进行温度和循环利用实验以检验原油脱除效果的稳定性,结果表明：随着温度的升高,微乳液对含油土壤的原油脱除率先升高后趋于稳定,微乳液循环使用5次,对含油土壤的原油脱出率仍在60%以上,其中配方槐糖脂10%、丙三醇3.5%、NaCl 2.5%、柴油19.2%的微乳液处理含油土壤的稳定性最好。     

回收NMP-CS2混合溶剂萃取原煤基本性状研究

以平顶山煤和徐州煤为原料,利用回收NMP与CS_2混合溶剂和反萃取剂将两种煤全组分分离成萃余煤组分、沥青质组分、精煤组分和轻质组分四大族组分,主要对比原煤及各族组分的真密度、工业分析与元素分析。结果表明,萃余煤组分真密度最大,分别为1.59和1.45,精煤组分与沥青质组分真密度低于原煤。轻质组分具有较多非共价键成键点,易与水分子形成氢键,水分含量最高,分别为6.09%和5.77%,而萃余煤组分水分含量最低,分别为0.96%和0.63%。沥青质组分接近无灰。挥发分含量以轻质组分沥青质组分精煤组分原煤萃余煤组分顺序降低。C元素含量以精煤组分与沥青质组分相对较高,萃余煤组分C元素含量较两者偏低,分别为80.91%和80.65%。轻质组分中N、O和S元素含量较高,C元素含量最低。