150BS光亮油中絮状物产生的原因及对油品性能的影响

针对中国石油克拉玛依石化分公司150BS光亮油在低温下产生絮状物的情况，分析了絮状物中正构烷烃的碳数分布和组成，测定了絮状物的相对分子质量，考察了絮状物对150BS光亮油性能的影响。结果表明，150BS光亮油中的絮状物是一些平均相对分子质量较大的烃类，它们由一些较长碳链、较低支化度的链烷烃和大量的环数较少、带长侧链的环烷烃组成。在静止和冷却的条件下，这些链烷烃和环烷烃形成一个胶状的网络，将油包在其中，最后扩散到整个油中形成絮状物。150BS光亮油絮状物脱除后，其低温性能明显变好，而其它主要性能没有明显改变。     

加氢处理光亮油中絮状物的组成分析

采用溶剂法分离并提纯了120BS加氢光亮油中的絮状物,测定了絮状物和脱絮状物光亮油的平均相对分子质量和模拟蒸馏曲线,采用气相色谱和核磁共振分析了絮状物的组成。结果表明：含絮状物120BS加氢光亮油中絮状物的质量分数为0.05%,絮状物对光亮油的性质基本没有影响,但对其外观影响较大;与脱絮状物光亮油相比,絮状物的平均相对分子质量高,相同馏出温度时馏出量小;絮状物含有质量分数为20.2%的正构烷烃,其余组分为具有一定异构化程度的异构烷烃和环烷烃;絮状物既含有凝点很高的高碳数正构烷烃、异构化程度较低的异构烷烃和环烷烃,又含有凝点略低、具有一定异构化程度的链烷烃和环烷烃。在宏观上,絮状物是微晶蜡和轻脱沥青油的蜡下油的混合物。     

异构脱蜡润滑油基础油中絮状物组成的研究

某些异构脱蜡重质润滑油基础油，在室温下，放置一定时间后，常有絮状物从油中析出。为了研究异构脱蜡油絮状物生成的原因，将异构脱蜡油中的絮状物分离出来，并以模拟蒸馏、测定平均相对分子质量、质谱(MS)和核磁共振(^13C-NMR)等方法进行分析。结果表明，絮状物主要是由具有较长碳链、凝固点较高的蜡状分子，特别是链状或异构化程度较低的烷烃分子组成。     

几种加氢润滑油基础油性质和组成的研究

通过对9种加氢润滑油基础油的主要性质及组成进行分析,并采用n-d-M法计算其结构族组成参数,依据其性质与组成的关系,对加氢润滑油基础油的密度、折射率、平均相对分子质量与结构组成以及烃类组成进行关联,同时对加氢润滑油基础油中的链烷烃、环烷烃含量与黏度指数、氧化安定性进行关联。结果表明：9种加氢润滑油基础油的密度与总环数和芳环数具有正相关性;折射率与结构组成参数（芳碳率、烷基碳率）具有近似的正相关性,而与烷基碳率具有负相关性;平均相对分子质量与芳烃、环烷烃含量呈正相关性,而与链烷烃含量则呈负相关性;链烷烃含量与氧化安定性、黏度指数也具有正相关性,但环烷烃含量与氧化安定性、黏度指数则呈现负相关性。     

质谱技术研究加氢裂化尾油链烷烃结构组成

利用气相色谱-质谱（GC-MS）联用技术,在瓦斯油中饱和烃馏分的烃类测定方法（SH/T 0659）的基础上,建立了测定加氢裂化尾油中正、异构链烷烃总含量及正构链烷烃碳数分布的分析方法,再根据气相色谱-场电离高分辨飞行时间质谱（GC-FI TOFMS）得到样品的链烷烃碳数分布,进而得到异构链烷烃的碳数分布。该技术与现有的烃类组成测定方法相比,能够提供更详细的链烷烃分子组成信息。利用所建方法对转化深度不同的3种加氢裂化尾油进行了分析,研究了转化深度对其链烷烃结构的影响,结果表明：随转化程度的加深,加氢裂化尾油中正、异构链烷烃含量均升高,总链烷烃含量增加,正构链烷烃占总链烷烃的比例下降;3种加氢裂化尾油的正构烷烃、异构烷烃以及总链烷烃的碳数均呈正态分布,高转化率时加氢裂化尾油含低碳数正、异构链烷烃较多,而中低转化率时加氢裂化尾油含高碳数正、异构链烷烃较多。     

稳定生产120BS加氢光亮油的探索与实践

针对中国石化荆门分公司生产的120BS光亮油在低于5 ℃的环境下存储一定时间后出现絮状物的情况,对絮状物的成因及解决方案进行攻关。在实验室分析絮状物的组成结构,对不同加氢改质条件的含蜡基础油进行脱蜡试验,并在工业装置上进行了防止光亮油出现絮状物的生产实践。结果表明：光亮油中出现的絮状物为正构烷烃、支化度低的链烷烃和带长侧链的环烷烃等高凝点组分;通过优化原油比例、控制丙烷脱沥青、糠醛精制和加氢改质各生产环节工艺条件,可为酮苯脱蜡装置提供优质原料;在原料性质稳定的前提下,酮苯脱蜡装置采取严格控制滤机温洗操作、降低溶剂水含量、控制好冷却速率、优化工艺条件等措施可以生产出没有絮状物、质量符合中国石油化工股份有限公司120BS光亮油标准要求的API Ⅱ类基础油。     

异构降凝反应产物低温性能的研究

考察了同种原料在异构降凝工艺条件下生产的润滑油基础油倾点与组成、黏度指数、黏度、低温动力黏度之间的关系,结果表明,润滑油基础油倾点主要和多环环烷烃含量、平均链烷碳数的C*,异构烷碳与正构烷碳的比值IP/NP有关,结合倾点与烃类组成的关系式、黏度指数与烃类组成的关系式,发现倾点与黏度指数具有一定的线性正相关关系,与黏度和低温动力黏度均为线性负相关关系。从异构降凝反应的角度提出适当提高基础油倾点有利于改善基础油黏度指数和低温动力黏度。     

加氢裂化产品分子组成特点及其随转化深度的变化规律研究

采用气相色谱/质谱（GC/MS）及气相色谱/场电离-飞行时间质谱（GC/FI-TOF MS）对加氢裂化全馏分产品进行表征分析,考察了全馏分产品的分子组成特点,并对其分子组成随反应深度的变化规律进行探讨。结果表明：全馏分产品中正构烷烃主要分布在C18～C40的较高碳数范围内;随转化深度的增加,异构烷烃含量大幅度增加,正构烷烃含量整体变化较小,原料中链烷烃的含量及组成直接影响尾油馏分产品BMCI值及低温流动性;在全馏分产品的环烷烃化合物中,C5～C13范围内一环环烷烃含量最高,侧链碳数大于7的一至三环环烷烃更易发生断侧链反应,趋向于转化为侧链碳数更低的环烷烃化合物;芳烃化合物主要分布在小于350 ℃馏分中,主要以烷基苯、茚满及萘满的形式存在,较少以无侧链取代苯的形式存在。     

铝箔轧制油基础油的组成与性能

 用GC/MS分析了8种铝箔轧制油基础油的组成，测定了基础油及其与3种添加剂复配得到的铝箔轧制油的主要性能，考察了基础油组成对其性能及其铝箔轧制油性能的影响。结果表明，基础油的馏程、黏度、油膜强度、退火性能、闪点等性能的要求，得到其高性能加氢基础油组成的综合指标：从馏分看，轻质组分（碳链碳原子数≤11）、重质组分（碳链碳原子数≥15）的质量分数分别等于或低于12%、22%，碳链碳原子数≥13的组分的质量分数应高于或等于23%；从族组成看，环烷烃的质量分数等于或低于27%，异构烷烃的质量分数高于或等于42%；平均碳链碳原子数等于或低于13.3。为解决轧制工艺与轧制油基础油性能要求之间的矛盾和开发高性能铝箔轧制油提供理论参考。     

减压馏分油加氢生产润滑油基础油的油品组成与黏温性能研究

为弄清加氢生产高档润滑油基础油（简称基础油）时原料变化的影响,探讨决定基础油黏温性能的关键因素,分析了减压馏分油（VGO）、加氢裂化尾油、基础油等油品的物理性质和化学组成。结果表明,VGO的黏度指数及其中链烷烃、一环环烷烃和烷基苯的质量分数之和与以其为原料生产所得基础油的黏度指数有较好的正相关关系。考察基础油黏度指数与化学组成,发现基础油的黏度指数主要受其链烷烃和一环环烷烃的含量以及碳数分布、异构化程度的影响。     

Composition of Floccules Formed in Hydrotreated Base Oil

Abstract

The composition of the floccules formed in hydrotreated base oil was investigated in detail. First, a method of solvent dilution and filtration at low temperature was employed to perform the separation of the floccules in the oil. Second, n-paraffins in the floccules were separated with urea, and carbon number distribution of the floccules was obtained by gas chromatography (GC). Finally, the composition and structure between the floccules and filtrated oils were investigated using gas chromatography–mass spectrometry (GC-MS) and infrared spectroscopy (IR), and their average molecular weights were also measured. The results indicate that the floccules were caused by some hydrocarbon compounds with large average molecular weight, high paraffinic carbon content, and high freezing point. The floccules were composed of a large amount of naphthenes and some paraffins. The naphthenes had longer side branches and lower ring numbers, and the paraffins had longer chains and lower degrees of branching. During slow cooling under static conditions, these hydrocarbon compounds formed a colloidal network, which embodied the oil and dispersed throughout the oil and formed the floccules.     

窑街油页岩热解特性及产物分析

采用铝甑低温干馏和TG-DTG、FT-IR、GC、GC-MS等分析手段研究了窑街油页岩（YJOS）的热解特性及其热解产物页岩油、半焦和干馏气的组成。结果表明,YJOS的最佳热解温度约为510℃,油页岩中的无机质组分一方面对有机质的热解起着催化剂的作用,降低了热解初始温度,同时也因为其与有机质的紧密结合阻碍了热解产物的顺利逸出;半焦中的脂肪烃几乎完全消失,有机质的缩合度和芳香度增加;干馏气的主要可燃成分是H2和CH4,其次是C2H6、CO和C2H4,干馏气的平均相对分子质量约为20.4,平均比热容约为51.9 J/(mol?℃),平均热值约为40.13MJ/ Nm3;页岩油的密度为0.938g/mL,其中饱和烃和芳烃的质量分数分别为35.91%和26.51%,同时还含有较多的含氧、氮、硫等杂原子的有机化合物。     

150BS光亮油低温下产生絮凝物的组成分析

通过对克拉玛依石化分公司150BS光亮油进行溶剂法分离絮凝物试验,考察了不同脱絮温度对絮凝物碳数分布和脱絮油浊点的影响规律。并利用高温气相色谱、模拟蒸馏、分子量、质谱(MS)及核磁共振(13C-NMR)分析仪对絮凝物和脱絮油进行了化学结构组成分析。提出提高临氢降凝催化剂对长侧链的选择性裂化或采用异构脱蜡工艺会使克拉玛依石化公司150BS絮凝物问题得以很好地解决。     

分子水平重油表征技术开发及应用

重油是十分复杂的烃类、非烃类化合物的混合物,弄清其详细的分子组成不仅是分析测试工作者追求的目标,也是实现石油炼制技术跨越式发展的重要前提。近10年来,石油化工科学研究院以应用为导向,采用傅里叶变换离子回旋共振质谱仪(FI-ICR MS)、全二维气相色谱质谱联用仪(GC×GC/MS)、气相色谱串联质谱联用仪(GC/MS/MS)、气相色谱飞行时间质谱仪(GC/TOF MS)等多种高分辨质谱仪器,结合固相萃取分离技术、化学衍生技术、化学计量学以及其他仪器分析技术,开发出多种分析方法,不仅能够得到烃类、非烃类化合物按碳数分布或者按沸点分布的信息,而且还能得到重油中某些分子的定性定量数据。这些方法针对性强、重复性好、提供的信息丰富,已经在科研和生产中发挥重要作用,而且也为将来的分子水平石油炼制打下了很好的基础。     

稠油井下改质降黏开采中高效催化剂的应用

研究了采用油溶性催化剂XAGD-2催化改质胜利稠油过程中稠油黏度、组成和平均相对分子质量的变化.结果表明,由于该催化剂的分子结构中,过渡金属离子置于有机酸骨架上,使其具有油溶性,实现了均相催化,且稳定性良好、催化效率高、使用温度范围广;催化剂的合成方法简单、成本低廉.在反应温度200℃、反应时间24 h的条件下,XAGD-2及甲苯加人量分别为0.3%和0.1%(质量分数)时,可使胜利稠油降黏率达80%以上.稠油经催化改质处理后,其饱和烃、芳香烃质量分数增加,胶质和沥青质质量分数明显下降,从而使稠油的黏度降低,平均相对分子质量减小.胜利油田现场应用结果表明,XAGD-2可有效地改善热采稠油油藏吞吐开发效果,实现井下催化降黏,提高原油产量.     

塔里木盆地塔中志留系油藏两期成藏的分子地球化学证据

塔里木盆地中央隆起构造带上发现了大量志留系油藏,前期研究认为油气主要为海西期成藏。采用先进的全二维气相色谱-飞行时间质谱,对塔中117井原油开展分子化合物精细识别,发现了2种成熟度截然不同的分子化合物组成,指示至少存在2期油气充注成藏过程。其中,原油正构烷烃保存完整(nC7-nC28),萜烷丰度较高,基于甲基菲系列化合物折算原油约为烃源岩RO=0.7%~0.9%阶段的产物;另外,检测到了丰富的金刚烷类化合物,包括单、双、三金刚烷,总含量为1 425×10^-6,依据甲基金刚烷指数,其相当于烃源岩高成熟阶段(RO>1.6%)的产物。2类参数折算成熟度之间的差异,指示了油藏成藏过程中经历了至少2期不同成熟度来源的油气聚集。油气地质综合研究认为,塔中地区志留系在加里东晚期和喜马拉雅期分别发生了油气充注过程,塔中117井区志留系储层均捕获了这2期油气,流体包裹体也印证了2期成藏过程。     

民和盆地油页岩加热过程储集物性研究

为明确加热排烃对油页岩储集物性的影响,选择民和盆地未成熟油页岩为研究对象,经低温干馏,利用裂缝三维扫描、高压压汞、低温氮气吸附、X射线衍射等分析手段,对不同加温阶段的油页岩样品进行储集物性分析,进而揭示油页岩加热过程中储集物性的演化规律。结果表明,在低温加热阶段（185~350 ℃）,油页岩少量排烃,油水产率和半焦产率变化较小;中温加热阶段（350~475 ℃）,油页岩大量排烃,油水产率和半焦产率大幅度上升;高温加热阶段（475~520 ℃）,油页岩残余排烃,油水产率和半焦产率基本不发生变化。在油页岩的加热过程中,随加热温度上升,裂缝数量逐渐增多,微小裂缝逐渐加宽并延伸,进而相互沟通连接形成大裂缝,且裂缝主要发育在层理面,垂直层理面方向并未产生明显裂缝;油页岩比表面积逐渐增大,孔隙由微孔向大孔转变,并且随着油页岩大量排烃,部分大孔互相连接沟通形成微裂缝;油页岩半焦的吸附量随着相对压力和温度的升高而升高,黏土含量减小,伊蒙混层中的蒙脱石构造坍塌,逐渐向伊利石转化,矿物颗粒减小,导致泥岩中产生微裂缝,从而使泥岩的孔隙度和渗透率增加。     

凝析油充注对油藏沥青质分子结构的影响

用原油沥青质的地球化学研究结果分析油气藏形成条件，前提是油藏沥青质分子结构不因后期天然气或凝析油的再次充注而变化。在塔里木盆地轮南1井产出原油中加入不同体积的石油醚，模拟后期凝析油充注早期油藏的过程，测定不同沉淀条件下原油的沥青质沉淀量变化，并用瞬间热解-色谱-质谱的方法研究沥青质的分子结构。实验结果，原油沥青质随低分子烃类注入量的变化发生沉淀和再溶解，但沉淀出的沥青质分子结构相同。据此认为，低分子烃类加入原油体系不会改变沥青质的分子结构特征，沥青质热解产物能够反映原油的母质结构特征，可以根据该特征进行油／源、油／油对比或探讨混源油的母源类型。图5参19     

基于连续热力学分析的塔河常压渣油戊烷溶剂脱沥青

针对塔河原油高金属、高沥青质、高酸值等特点,为避免加工过程中的高温腐蚀问题,将其经常压闪蒸后直接作为溶剂脱沥青工艺的原料进行加工。基于连续热力学分析,建立了溶剂脱沥青过程的相对分子质量分布模型,以所建模型考察了塔河常压闪蒸渣油戊烷溶剂脱沥青过程的操作条件对脱沥青油和脱油沥青的相对分子质量分布和产率的影响,并与中试装置所得结果进行对比,绝对误差小于5%。溶剂脱沥青中试实验的适宜操作条件为压力3.7MPa、温度175℃、剂/油比5.0,此时脱沥青油产率为75.2%,平均相对分子质量440,其性质满足催化裂化装置的进料要求,同时,脱油沥青可以作为沥青混合料添加剂。     

多级错流萃取分离糠醛抽出油中烃类组分

针对烃类组成复杂多样的糠醛抽出油(FEO),分别选取糠醛、二甲基亚砜(DMSO)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,研究三级错流萃取分离FEO中不同烃组分的分离规律。采用气相色谱-质谱联用、傅里叶变换离子回旋共振质谱等手段分析了萃取抽出油、抽余油的组成信息,并计算萃取平衡分配系数、萃取选择性与抽余油收率。结果表明：DMSO萃取后抽余油中多环芳烃含量显著降低,糠醛与烃组分形成的“连续体”被破坏,促使糠醛对芳烃的萃取选择性显著增大;多种溶剂组合的三级错流萃取能有效分离FEO中的烃类组分,可将不同环数的芳烃分别富集在不同萃取级;相同的芳核结构,短侧链的芳烃更易溶解于极性溶剂中;三级萃取对杂环化合物的选择性明显高于纯碳氢芳烃化合物。