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。     

石油沥青质相对分子质量研究进展

沥青质相对分子质量是表征其性质的重要参数,鉴于沥青质是以溶解度定义的复杂混合物、具有较强的缔合性,不同研究者测得的沥青质相对分子质量数值差异较大。蒸汽压渗透法(VPO)、凝胶渗透色谱法(GPC)、质谱(MS)和时间分辨荧光去极化(TRFD)是目前测定沥青质相对分子质量的主要方法。从各种测定方法的基本原理,应用条件以及测定沥青质相对分子质量时存在的不足方面进行分析论述,解释各种方法测定沥青质相对分子质量不同的原因,有助于从分子水平认识沥青质,为沥青质的研究提供指导。     

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。     

H-NMR、FT-IR解析煤系针状焦原料的沥青分子结构

以鞍钢煤焦油软沥青为原料,通过溶剂萃取沉降法,将沥青分为上、中、下3层。以上层沥青和中层沥青为研究对象,通过红外谱图分析和氢核磁谱图分析,结合改进的B-L结构模型计算,推导出上层沥青(A-CTP)和中层沥青(M-CTP)的平均分子结构。实验结果表明:两种沥青组分的平均分子结构均以芳香环为主,侧链取代为脂肪族取代,但链长并不发达,取代基以甲基为主;其中A-CTP为5环芳烃结构,芳香环的缩合形式以迫位为主并兼具渺位缩合的特性,而M-CTP则是7环芳烃结构,芳香环间是明显的迫位缩合。     

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。     

净化改质煤沥青的结构表征

采用单溶剂萃取过滤的方法除去改质煤沥青中的喹啉不溶物(QI)得到净化煤沥青,通过分子量分析、元素分析、红外光谱分析、紫外分析、1H-NMR(Nuclear Magnetic Resonance)等方法对其进行结构表征。结果表明:该净化沥青的平均相对分子质量为411,平均分子式为C31.41H19.19N0.29S0.08O0.52,平均每个分子的杂原子的总和数(N+O+S)1.0个。红外分析结果表明样品中含有苯环结构,杂原子氧以羟基、R—O—R形式存在;氮以胺基(NH—)或叔氮的形式存在。紫外分析表明样品中含有三环及三环以上化合物,采用改进的Brown-Lander模型计算得知,该样品平均结构为八环稠环结构,面性排列(即迫位缩合)为主;线性排列(即渺位缩合)为辅。     

胜利100B和韩国70道路沥青的热老化过程

利用红外光谱和凝胶色谱等技术考察了胜利 10 0B和韩国 70两种道路沥青热老化后族组成、羰基与亚砜官能团以及相对分子质量分布的变化。结果表明 :虽然韩国 70沥青的延展性好于胜利沥青 ,但其耐老化性并不好。依据试验数据认为道路沥青的老化是沥青本身缓慢的自氧化过程。氧化生成氢过氧化物 ,最终转化成含羰基与亚砜官能团的组分 ,氧化反应符合游离基链反应历程。氧化促使沥青中含极性官能团组分之间的缔合与缩合 ,形成新的沥青质组分 ,使沥青平均相对分子质量增加 ,性能变差。     

沙特减压渣油组成和结构研究

介绍采用八组分分离的方法将沙特减压渣油分离为饱和烃、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,并对各组分的元素组成、平均相对分子质量以及结构参数进行了分析,为研究沙特减压渣油的反应性能和制定沙特渣油的加工方案提供可靠的数据依据.     

基于固体13C核磁共振技术对油砂沥青质结构的研究

采用固体13C核磁共振(13C NMR)技术对油砂沥青质的化学结构特征进行详细的研究。通过对油砂沥青质的核磁谱图分析,获得了表征油砂沥青质结构特征的12个碳结构骨架参数。根据研究分析结果,油砂沥青质中的脂碳含量达60%左右,表明其化学结构主要以脂碳结构为主。在脂碳中,亚甲基含量最多,主要出现在脂肪链中,且其脂肪链平均长度小于8个碳原子,可推断为中等长度脂链;芳香碳含量小于40%,其中质子化芳香碳含量多于非质子化芳香碳。在非质子化芳香碳中芳香桥碳含量最多,可推断芳香碳呈多环模式;羰基碳在油砂沥青质结构中所占比例极小。虽然基于获得的油砂沥青质的元素组成,可以将油砂沥青质归类到Ⅰ型干酪根,但是两者在成烃潜量和结构特征都存在较大差异,由此判断油砂沥青质并非干酪根的降解产物。     

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。