沥青质-二甲苯体系中结构组成对沥青质自扩散系数的影响

以沥青质-二甲苯体系模拟稠油体系,采用分子模拟方法考察沥青质致黏机理。沥青质-二甲苯平衡体系中沥青质的自扩散主要受沥青质分子间相互作用的影响。沥青质分子间相互作用能越大,沥青质自扩散的越慢,对应的稠油黏度越大。而沥青质分子间相互作用主要包括芳香环之间的π-π作用和含有较强电负性杂原子基团间氢键两方面。这将为稠油降黏提供理论指导。     

渣油中沥青质的缔合状况与热生焦趋势研究

分别以苯、氯代苯和硝基苯为溶剂用ＶＰＯ法研究了辽河、孤岛、胜利和大庆减压渣油中沥青质在不同溶剂和不同温度下的分子缔合状况及渣油热转化过程中沥青质平均相对分子质量、缔合度的变化规律及其与生焦行为的内在关系。结果表明,在苯溶液中原生沥青质以２～３个分子缔合,渣油热处理后的残渣油中的沥青质以３～６个分子缔合;沥青质缔合指数与渣油的热生焦趋势有一定的相关性;以硝基苯为溶剂所测得的沥青质平均相对分子质量更能     

沥青质分子聚集体的解离对策

针对沥青质分子大芳环体系和多杂原子结构特征引起的π-π相互作用及氢键作用,运用量子力学、分子动力学等方法,研究沥青质分子聚集体的解离对策。对于π-π相互作用,从降低沥青质分子间π电子云重叠和减少沥青质分子的π电子数目两个方向研究解离措施;对于氢键作用,从降低沥青质分子间S—H、N—H、O—H间轨道叠加电子转移效应和减少沥青质分子的S、N、O数目两个方向研究解离措施。结果表明：引入π电子云分散剂可有效降低沥青质分子间π电子云重叠程度,对沥青质分子的稠合芳环进行局部加氢饱和可以减少其π电子数目,两条途径的分子模拟结果均能实现沥青质分子聚集体的解离;削弱沥青质分子间π-π相互作用对减弱氢键作用具有明显的促进作用;针对π-π相互作用的解离思路和措施也适应于金属卟啉分子与沥青质分子形成的聚集体,镍卟啉分子与沥青质分子形成的聚集体的解离难度比钒卟啉的大;提高温度加剧分子热运动及脱除杂原子可削弱或消除氢键作用,但在沥青质分子的其他芳环体系未改变的前提下,消除氢键作用不能实现对沥青质分子聚集体的完全解离。     

原油正构烷烃沥青质聚沉机理研究及沉淀量测定

用IP 143标准方法测定了我国孤岛和草桥原油正构烷沥青质沉淀量。结果表明两种原油的沥青质沉淀量均随沉淀剂分子量增大而减小、随剂油比增大而增大。在原油沥青质 胶质胶束模型的基础上提出了一种新的沥青质聚沉机理 ,该机理的基本假设是原油中沥青质分子以胶束形式存在 ,其中胶核为沥青质缔合物 ,溶剂化层为胶质和溶剂分子。通过分析沉淀剂性质、剂油比、体系温度和压力等对沥青质 胶质胶束稳定性的影响得出了沥青质沉淀点、沉淀量、沉淀物平均分子量以及沉淀物平均颗粒大小随沉淀剂性质和剂油比等因素变化的规律。经比较说明 ,这些规律与本文及文献实验结果相符     

沥青质分子聚集体中π-π相互作用的研究

采用量子力学与分子动力学相结合的方法对形成沥青质分子聚集体的分子间π-π相互作用进行了研究。结果表明：沥青质分子间的π-π相互作用能随着分子芳香环数的增加而增大;分子中含有的杂原子显著增加了沥青质分子间的π-π相互作用能;沥青质分子的支链长度及类型能够影响π-π相互作用能的大小;当沥青质分子聚集体中含有多个π-π相互作用时,其分子间的聚集作用力会大大增加;沥青质分子间形成π-π相互作用的过程中,分子间有少量的电子转移;色散作用是π-π相互作用中的主要作用。     

原油乳状液稳定机理的分子模拟研究

沥青质在稳定原油乳状液方面发挥重要的作用,采用分子动力学研究了沥青质分子在甲苯 水界面的吸附聚集行为,用量子化学方法研究了沥青质和水分子间以及沥青质分子之间的相互作用能,探讨了沥青质稳定乳状液的作用机理。结果表明,沥青质分子和水分子间氢键的形成是沥青质能够在油 水界面吸附的主要原因,沥青质分子之间的氢键和π π作用使得沥青质构成超分子结构,此超分子结构将水分子包围在内,阻止了水滴的聚并。此外,模拟研究了一种化学破乳剂的破乳过程,结果发现,破乳剂可以通过沥青质分子的间隙,为后续的破乳过程提供了可能。     

双亲分子头部官能团对石油沥青质胶团分散性的影响Ⅱ.石油沥青质胶团形状、溶剂化程度与相互作用

为理解双亲分子对石油沥青质甲苯溶液巾沥青质胶团形状、溶剂化程度以及颗粒间相互作用的影响,测定了其甲苯溶液的黏度,采用Pals-Rhodes方程、Eiler方程、Kuhn-Kuhn方程和Leighton-Acrivos方程关联了黏度与体积分数之间的关系.由Pals-Rhodes方程得到的形状参数α和溶剂化参数K表明.在沥青质甲苯溶液中沥青质胶用为球形.添加双亲分子后其溶剂化程度增加,但其形状仍为球形.由Eiler方程分析表明,沥青质甲苯溶液添加双亲分子后,沥青质最大堆积体积分数ψ_m增加,说明沥青质胶团的分散度增加.由Kuhn-Kuhn方程计算所得沥青质甲苯溶液中沥青质颗粒的形状因子严重偏离球形,因未考虑溶剂化效应和颗粒间的相互作用,故与Pals-Rhodes方程得到的结果差别较大.由Leighton-Acrivos方程得到的相互作用系数表明,沥青质甲苯溶液添加双亲分子后,沥青质胶团之间的相互作用程度增加.     

沥青质在石英表面吸附行为的分子动力学模拟

为考察沥青质分子在不同溶剂环境中在岩石表面的吸附情况,选用代表性的沥青质分子结构,采用分子动力学模拟的方法研究了正庚烷、甲苯和吡啶3种溶剂中沥青质分子在羟基化石英表面的吸附机理。沥青质分子的平衡吸附构型显示,在正庚烷中,沥青质分子以较强的弯曲构型吸附在石英表面上;在甲苯和吡啶中,沥青质分子自身构型变化减弱,向石英表面吸附的趋势也明显下降。沥青质分子在石英表面吸附能及其与溶剂相互作用能的计算结果表明,正庚烷中沥青质在石英表面的吸附强度最大,而在甲苯和吡啶中其在石英表面的吸附则较弱;库仑相互作用能是沥青质在石英表面吸附过程中的决定因素,而范德华相互作用能则在沥青质与溶剂相互作用中占主导地位。因此,分子动力学方法可对沥青质分子吸附的动力学过程进行有效模拟。     

三苯抽提蒸馏过程中溶剂-烃类分子的相互作用

 采用红外光谱、核磁共振、分子模拟等方法,探讨了溶剂-芳烃-非芳烃在三苯(苯、甲苯、二甲苯)抽提蒸馏过程中的分子相互作用,发现溶剂与烃类分子的相互作用能与其宏观选择性存在相关性。结果表明：非芳烃能够打破芳烃分子间的共轭体系,并与芳烃形成较强的色散力;环丁砜与芳烃之间相互作用更强,其诱导效应及空间位阻对共轭π键的破坏更显著。三者共存时,芳环的环面及C=C键振动更加剧烈。通过模拟纯环丁砜、苯、乙基环己烷(ECH)分子对的稳定形态和质心距离,并结合苯-环丁砜-ECH混合体系模型的几何优化,提出了在抽提蒸馏塔釜物料可能的微观形态。由于存在溶剂的“极性包围圈”,非芳烃很难靠近芳烃并与之形成较强的相互作用,进而可通过精馏实现二者的分离。建立了溶剂宏观选择性与溶剂-芳烃、溶剂-非芳烃相互作用能之差的定量关系(αECH-BZ=1.246ΔE-0.375),据此可为新溶剂初步筛选、复配或分子设计提供参考。     

质量分数电导率法研究中东常压渣油中的沥青质聚沉

测定了中东常压渣油加入正庚烷后的电导率，并计算得到了不同正庚烷加入量时的质量分数电导率值。结果表明，渣油质量分数电导率的最大值可以看作是用正庚烷稀释时沥青质聚沉的发生点。采用离心法和光学显微镜观测法探讨了中东常压渣油用正庚烷稀释时沥青质聚沉的发生，结果与质量分数电导率法研究一致。     

石油分子工程及其管理的研究与应用(Ⅰ)

提出了石油分子工程及其管理的概念,并对其框架结构、核心技术进行了简要描述,主要内容包括:1石油及其馏分的分子水平表征,尽可能详细地获得石油的分子信息,如单体化合物、族组成和结构组成等信息;2石油分子信息的信息化描述,按照相关编码与规则,结合石油及其馏分的分子组成与相应性质,建立石油分子信息库;3石油分子信息与反应性的关联及分子动力学模型的建立,按照石油加工过程化学反应规则库,确定石油分子的化学反应网络体系,并通过建立的分子反应动力学模型定量计算出动力学参数;4模拟与优化,实现石油资源价值最大化和资产价值最大化。     

基于分子矩阵的馏分油组成的分子建模

将MTHS分子矩阵(Molecular type homologous series matrix)应用于馏分油组成的分子建模,提出了表征馏分油的IMTHS(Improved MTHS matrix)分子矩阵,并建立了IMTHS分子矩阵中等价组分的性质关联方法,实现了基于分子尺度的馏分油的分子表征。实例研究表明,IMTHS分子矩阵是一种可行的预测石油馏分近似分子组成的方法。     

微孔-介孔复合分子筛的合成研究进展

系统综述了近几年微孔-介孔复合分子筛的合成研究工作,将微孔-介孔复合分子筛的复合模式分为两大类:微孔分子筛和介孔分子筛两种材料的复合以及介孔孔道与微孔孔道在一种分子筛材料中的复合,分别介绍了不同复合模式的微孔-介孔复合分子筛的合成方法,包括离子交换法、静电匹配法、微孔沸石硅源法、特殊模板法、纳米组装法、孔壁晶化法等。     

Methods and Applications of Molecular Simulation in Catalyst Research

The ab initio, semi-empirical, density functional theory (DFT) calculation methods of quantum mechanics, and the basic theories of molecule mechanics were discussed. The molecular dynamics (MD), Monte Carlo (MC) methods of molecular simulation and the commonly used hierarchical approach in catalyst research were reviewed. The applications of molecular simulations in catalyst study, such as simulations of adsorptions and diffusivities in zeolites, simulations of acquisitions of basis data, simulations of predictions of locations, and IR simulations of composite oxides, were introduced.     

Methods and Applications of Molecular Simulation in Catalyst Research

Abstract

The ab initio, semi-empirical, density functional theory (DFT) calculation methods of quantum mechanics, and the basic theories of molecule mechanics were discussed. The molecular dynamics (MD), Monte Carlo (MC) methods of molecular simulation and the commonly used hierarchical approach in catalyst research were reviewed. The applications of molecular simulations in catalyst study, such as simulations of adsorptions and diffusivities in zeolites, simulations of acquisitions of basis data, simulations of predictions of locations, and IR simulations of composite oxides, were introduced.     

丁苯乳液聚合中配方和聚合条件对分子量及分子量分布的影响

讨论了高转化率丁苯乳液聚合中，叔十二碳硫醇（ＴＤＭ）的用量和加入方式、聚合温度、引发剂用量等对共聚物分子量及分子量分布的影响，对单体转化率、门尼粘度、物件与分子量和分子量分布的关系也作了研究。     

凝胶渗透色谱法测定HDPE分子质量及分子质量分布

以窄分布聚苯乙烯为标样,建立了用凝胶渗透色谱(GPC)表征高密度聚乙烯分子质量及其分布的方法,考察了在注射体积一定时样品浓度对测定结果的影响,开展了重复性实验,测定了高密度聚乙烯的分子质量及其分布。实验结果表明:GPC谱图呈双峰模式的试样一般分子质量分布较宽;样品溶液浓度在1.0mg/mL-2.5mg/mL范围内对测定结果没有明显影响。     

凝胶渗透色谱法测定PAN分子量及其分布

针对聚丙烯腈 (PAN)在二甲基甲酰胺溶剂中的缔合作用 ,通过加入硝酸钠使PAN能够按照分子量大小进行凝胶渗透色谱分离 ,本文考察了准确测定PAN分子量的色谱条件 ,并与激光光散射法的结果进行了对照 ,误差小于 2 .5 % ,并且重现性也非常好 ,相对标准偏差小于 1.6 %     

基于SGM方法的复杂反应网络自动生成中的分子识别

根据分子结构中结构基团个数少于或等于原子个数的规律,提出了基于结构族概念识别分子的 SGM 方法(Structural groups-based method),发展了新的分子识别工具--连通识别符(Connectivity ID)。连通识别符可以有效地提取分子特征,也可以容易地进行识别同分异构体分子。实例研究表明,SGM 方法是有效的分子识别工具。