沥青质分子聚集行为研究进展

沥青质的聚集与其相行为、流动性、结焦、沉积等密切相关，是影响重油加工的关键。沥青质分子结构的高芳香性、高杂原子含量等特点，使其存在多个易发生分子间相互作用的活性位点，是沥青质发生聚集的主要原因。描述沥青质聚集行为的模型主要有Yen-Mullins模型、超分子组装模型、类线性聚合模型以及溶解度模型等，本文对这些模型进行了详细的介绍，分析了各种模型的特点。文中指出Yen-Mullins模型通过沥青质分子、纳米聚集体、团簇描述了沥青质聚集过程；超分子组装模型基于超分子化学，认为沥青质聚集是多种相互作用累积形成的超分子结构；类线性聚合模型和溶解度模型都是对沥青质聚集行为进行简化，主要用来预测沥青质的分子量和溶解行为。沥青质的分子结构是产生各种相互作用及聚集行为的基础，而现有的分离和表征主要是基于沥青质团聚体，因此高效分离和精确表征得到沥青质单分子结构是研究沥青质分子间相互作用及聚集机理的关键。     

磺化反应对沥青质聚集影响的分子动力学研究

利用Gromacs软件,采用分子动力学模拟方法,以委内瑞拉沥青质为模型,考查了磺化反应对沥青质聚集的影响.分子动力学模拟结果表明,随着沥青质分子中磺酸基数目的 增加,分子间的静电作用和范德华作用均增大,分子间的静电作用占总相互作用的比重增大.氢键数目及氢键相互作用大幅度增加,磺化后沥青质更容易发生聚集.     

反应时间对加氢沥青质结构变化的影响

在高压反应釜中对煤焦油进行催化加氢反应,利用XPS和元素分析对不同加氢反应时间下提取的煤焦油沥青质进行表征,系统分析加氢油品四组分变化、沥青质转化率、化学组成和杂原子赋存形态的变化。结果表明,随着反应时间的延长,加氢油品中饱和分和芳香分收率增大,胶质和沥青质收率减小。加氢后沥青质转化率逐渐增大,分子量先减小后增大,沥青质中氧原子主要以羰基氧和碳氧单键形式存在,氮原子主要以吡咯氮、吡啶氮和质子化吡啶形式存在。     

分子模拟在沥青研究中的应用

应用分子模型构建适当的分析方法将是研究沥青分子结构和运动状态的重要手段,也是研究沥青性能和应用的重要措施。本文介绍了分子模拟的多种方法：分子动力学方法、蒙特卡洛方法、量子力学方法、分子力学及布朗动力模拟,并总结这些方法在沥青性能研究中的应用。     

3种沥青中正戊烷沥青质及其亚组分的分子特性研究

以3种沥青为研究对象,从中分离出正戊烷沥青质(As-5),又进一步从正戊烷沥青质(As-5)中分离出正庚烷沥青质(As-7)和重胶质两种亚组分,并分别对3种沥青的正戊烷沥青质、正庚烷沥青质和重胶进行了元素分析(EA)、凝胶色谱分析(GPC)、核磁共振氢谱分析(¹H NMR)的表征分析。结果表明：每种沥青的3种组分中均是正庚烷沥青质的C/H原子数比、重均分子量M_w和大小分子(LMS/SMS)含量比最大,同时具有最大的芳碳率f_A、芳环缩合程度和结构单元分子量usw。而重胶质的C/H原子数比、重均分子量M_w和大小分子(LMS/SMS)含量比均最小,同时具有最小的芳碳率f_A、芳环缩合程度和结构单元分子量usw。正戊烷沥青质的以上平均结构参数均处于其分离出的正庚烷沥青质和重胶质二者之间。在这些表征结果的基础上,对3种沥青中3种组分的溶解度参数δ进行计算,进一步分析了沥青组分的平均分子结构与溶解度参数之间的关系。     

烷基甜菜碱类两性离子型表面活性剂胶束化行为的分子模拟研究

以两性离子型表面活性剂甜菜碱为研究对象,采用粗粒度分子动力学方法,构建不同结构的烷基甜菜碱模型,考察其联结基团和疏水尾链对溶液体系中自聚体的溶液行为的影响,分析了自聚体胶束的弯曲角分布、相对形状各异性以及径向分布函数等参数,探究了球形、棒状、分支状胶束的形状转变机制。研究结果表明,随着浓度的增加,在联结基团的作用下,两性离子型表面活性剂分子发生弯曲,小胶束交联融合形成棒状—分支状胶束转变;疏水尾链长度增加会导致胶束体积变化从而降低分子间相互作用,小胶束易融合形成球形—棒状胶束的形状转变。文章为相似体系下的理论探索提供了一种创新的思维角度,对两性离子型表面活性剂的研究和应用有一定的指导意义。     

沥青质和胶质对乳状液稳定性的影响

利用光学显微镜-摄像-录像-计算机图象处理系统研究了大庆原油的沥青质和胶质对乳状液稳定性的影响.结果证实,原油乳状液的稳定性与沥青质和胶质浓度有关,沥青质和胶质的分散状态是决定界面膜强度或刚性进而决定乳状液稳定性的关键.当沥青质浓度在0.3%～0.5%（质量分数）,胶质浓度在1%～2%（质量分数）范围时,乳状液水珠聚并的比例随表面活性物质浓度的增加而降低;当沥青质浓度增大到0.7%（质量分数）,胶质浓度增大到3%（质量分数）后,聚并水珠的比例随表面活性物质浓度的增加而增加,形成的乳状液的液滴数量也减少.     

沥青质分散剂对重质燃料油沥青质分散稳定作用研究

以总潜在沉淀物为指标,考察了沥青质分散剂对船用燃料油沥青质分散性的影响,并对其分散机理进行了讨论,结果表明,十二烷基苯磺酸、十二烷基苯酚、十二烷基醇和十二烷基胺均对燃料油中的沥青质有一定的分散作用,其中,十二烷基苯磺酸分散性能最好,99%以上的以总潜在沉淀物形式检测到的沥青质可以被其重新分散到燃料油中,其良好的分散性可能与十二烷基苯磺酸分子中的酸性官能团和苯环有关。     

沥青质分子缔合作用机制、表征、理论计算与应用研究进展

石油中沥青质分子的缔合聚集现象对于石油（尤其是重质油或致密油藏等非常规石油）的开采、储运、加工等具有重要影响,直接决定了原油的体相和界面性质,是矿物或管道器壁表面石油组分吸附沉积、油水（固）乳化、原油高黏等现象的主要成因。系统地综述了沥青质分子间缔合现象及理论发展,从分子间非共价相互作用角度探究了沥青质分子缔合聚集的作用机制,阐述了静电与色散作用主导的非共价相互作用对于沥青质缔合聚集的决定性影响规律。在此基础上,总结了近年来分子模拟等理论计算与界面表征技术在沥青质界面现象研究中的应用现状与发展方向。最后,基于沥青质分子缔合现象与理论,探讨了其在固体表面吸脱附、沉积、分散、破乳技术开发、降黏技术开发等领域的应用与思考。     

焦炭的显微结构,杂原子含量及结晶度对焦炭气胀倾向的影响

1.引言本文论述了温度升至2900℃时现场测量炭制品线性尺寸变化而得到的气胀结果,并且讨论了焦炭的显微结构、杂原子含量、焦炭的结晶度对焦炭气胀倾向的影响。     

胶质与沥青质相互作用及对原油乳状液的影响研究进展

简要介绍了胶质、沥青质的化学结构特性,沉积机理和稳定分散机理,重点介绍了胶质与沥青质之间的相互作用及其对原油乳状液性能的影响。     

离子液体对沥青质分散作用的研究

因为沥青质沉积在石油生产中可导致管线和水库全部或部分阻塞、改变润湿性和引起设备损坏(黏住导管和水库的壁)。离子液体用于处理原油以减少沥青质在原油中所占的量。研究沥青质的特性和离子液体对沥青质分散的影响。     

沥青质含量对重油中氢气溶解度影响的研究

氢气是油品加氢工艺中重要的反应组分,其在石油馏分中的溶解性能是影响加氢工艺过程的关键因素。重油中氢气溶解度的数据较为匮乏,尤其是重油中沥青质组分对氢气溶解度的影响并未受到关注。采用高压搅拌釜对氢气在四种重油原料中的溶解度进行系统研究,获得了氢气在重油中溶解性能随温度和压力的变化规律,并考察了沥青质含量对氢气溶解性能的影响。结果表明,氢气在相同重油原料中的溶解度随温度和压力的升高而增大,并且在较高温度或压力条件下,压力或温度变化对氢气溶解性能的影响更加显著。利用Aspen Plus中的Flash模块结合PR状态方程建立氢气溶解度计算模型,并进行高温条件氢气溶解度的预测,表明常规加氢条件下加拿大油砂沥青减渣中氢气溶解度与氢耗之间的矛盾极为尖锐,其脱沥青油的氢气溶解性能得到较大改善,胶质和沥青质的脱除缓解了氢气溶解和氢耗之间的矛盾。     

抗衡离子对壬基酚取代的十二烷基磺酸盐在正癸烷/水界面聚集行为的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟考察了一价阳离子(Li~+、Na~+、K~+、Rb~+、Cs~+)对壬基酚取代的十二烷基磺酸盐在正癸烷/水界面上的聚集行为。通过分析密度分布,计算界面厚度、界面张力以及表面活性剂的极性头基与水中氧原子的相互作用,发现随着一价阳离子的半径增大,界面厚度逐渐增加,极性头基与水中氧原子的配位数减少。研究也表明抗衡离子半径的变化能够影响壬基酚取代的十二烷基磺酸盐在正癸烷/水界面的界面性质。     

LM-S沥青改性剂提高沥青混合料黏附性能的分子模拟计算及路用性能考察

沥青与石料的黏附性大小直接影响沥青混合料的强度、稳定性、耐久性等性质。通过分子模拟计算的方法研究沥青与石料的黏附作用,计算比较沥青改性前后与石料间的黏附功,并与水煮法沥青黏附性实验结果及沥青混合料微观形貌研究结果进行比对;同时考察沥青改性剂LM-S对沥青混合料路用性能的改进效果。结果表明,采用LM-S改性后的沥青-石料体系的界面黏附功比基质沥青-石料体系提高了近26%,因而具有更好的黏附性;沥青混合料实验结果亦表明LM-S改性剂可显著提高基质沥青和SBS改性沥青混合料的高温稳定性能、低温稳定性能及水稳定性性能,其中动稳定度分别提高了162%和43%。     

含沥青质模拟油/水乳状液稳定性与界面性质关系 Ⅰ界面张力和Zeta电位的影响研究

采用近红外稳定性分析仪研究了水包沥青质模拟油型乳状液的稳定性。考察了2种表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）和十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、沥青质浓度以及盐对乳状液稳定性的影响,探讨了油水界面张力及油珠表面的Zeta电位与乳状液稳定性的关系。结果表明,SDBS稳定的乳状液要比SDS的稳定;在所考察的条件范围内,沥青质浓度越高,乳状液越不稳定,盐能增强乳状液的稳定性。油水界面张力的降低有利于水包油乳状液的稳定,而Zeta电位可能不是影响乳状液稳定性的主要因素。     

反应温度对煤焦油沥青质组成与结构的影响

以中低温煤焦油为原料,在高压釜反应器内进行加氢实验,研究反应温度对加氢油品中沥青质组成与结构的影响。结果表明:在实验研究加氢工艺条件下,沥青质转化率随反应温度的升高而增加;与原料沥青质相比,在350—410℃不同温度下加氢后的沥青质中硫、氮、氧杂原子含量均降低,但脱除规律不一致,杂原子硫和氧含量随温度的升高而降低,但氮原子含量随温度的升高呈先增加后降低的趋势,说明各杂原子脱除规律与其赋存形态有关;另外,不同反应温度下沥青质平均分子结构参数相差很大,反应温度越高,沥青质缩合度越大。加氢反应压力为7 MPa时,反应温度不宜高于380℃。     

几种杂原子元素在天然药物分子库中的形式和意义

天然药物分子是药物分子库的重要组成部分,其药理活性不但与分子中的药效基团及骨架结构密切相关,而且与分子的元素组成也有重要联系。除了碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)这4种核心元素外,几种杂原子元素(S、P、Cl、Br、I)在天然药物分子中也频繁出现,并对药物发挥药效起到关键作用。列举了天然药物分子中出现频率较高的上述几种杂原子元素以及含有这些元素的药物分子,并对其来源、结构、作用以及临床价值进行了简要介绍。     

HPAM对孤岛原油及沥青质油水界面特性影响的研究

用界面张力仪、表面粘弹性仪和Zeta电位仪测定了孤岛原油及沥青质模型油的界面特性,研究了部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)浓度对这些界面特性的影响。结果表明,加入HPAM会使孤岛原油模型油及沥青质模型油与模拟水间的界面张力上升,但随着HPAM浓度增加,界面张力基本保持不变。当水溶液中HPAM的质量浓度大于5.0mg/L时,孤岛原油模型油及沥青质模型油与模拟水的界面剪切粘度随HPAM浓度增大明显增加,随着体系老化时间从1h增加到12h,其界面剪切粘度也有所增加。另外,HPAM还使得原油及沥青质模型油与模拟水体系所形成的O/W型乳状液的油珠表面Zeta电位变大。