常减压渣油胶体稳定性与组分性质关系的研究

利用质量分率电导率法测定了大港、中东、塔河常压渣油和它们相应的减压渣油的胶体稳定性,并从组分组成和组分性质探讨了渣油胶体稳定性影响因素。样品的胶体稳定性参数为1.45～8.20,差别较大。利用液相色谱法测定了各个渣油样品各组分的平均相对分子质量和平均偶极矩。关联了组分组成和组分极性与体系胶体稳定性的关系。结果表明,胶质与沥青质的含量之比越大,胶质与沥青质的极性越接近,体系的胶体稳定性越好;重芳香分含量越高、极性越接近沥青质的极性,体系的胶体稳定性越好;饱和分和轻芳烃组分含量越高、极性与沥青质极性差别越大,体系的胶体稳定性越差。     

稠油及其组分结构参数和红外光谱的考察

将委内瑞拉稠油进行四组分的分离。通过元素分析、核磁共振等分析方法研究了委内瑞拉稠油及其组分的基本性质及结构参数,对稠油及其组分的平均结构参数进行分析计算。结果表明,委内瑞拉稠油数均相对分子质量的大小顺序是：沥青质〉胶质〉芳香分〉饱和分,沥青质的数均相对分子质量要远远大于其他3个组分的数均相对分子质量。委内瑞拉稠油的结构参数CT、HT、CA、RA、RT、RN、CN、C.I.大小顺序均为：沥青质〉胶质〉芳香分〉饱和分。委内瑞拉稠油的饱和分红外谱图在2 800～3 100cm-1和1 350～1 390cm-1出现强吸收峰,属于甲基和亚甲基的特征峰。羟基、羰基等基团的存在使委内瑞拉稠油胶质与沥青质分子之间及沥青质本身分子形成氢键。     

复合改性炭沥青稳定性研究

将两种软化剂分别掺入煤沥青,制得软化煤沥青,再与石油沥青混合,经SBS改性后得到复合改性炭沥青。采用四组分分析法和胶体不稳定指数（IC）研究复合改性炭沥青的胶体稳定性。结果表明,加入适量的软化煤沥青能够增加复合改性炭沥青中沥青质含量,减少饱和分含量,同时达到调节芳香分和胶质含量的作用,使复合改性炭沥青的四组分含量分布合理。所制复合改性炭沥青的IC值较低,胶体体系稳定。     

沥青组分对粘附性能影响的灰关联分析

为研究沥青组分对粘附性的影响,基于沥青四组分及沥青与粗集料的粘附性试验数据,利用灰关联方法分析了沥青质、芳香分、饱和分、胶质、胶质与沥青质含量之和、胶质与沥青质含量之比等因素对沥青与花岗岩及玄武岩两种典型集料粘附性能的作用关系,得出各因素的灰关联度排序结果。结果表明,灰关联方法用于分析各沥青组分因素对沥青与粗集料粘附性能的影响能获得较好的结果。胶质含量对沥青与石灰岩和玄武岩的粘附率与粘附性等级具有较高的影响程度;胶质含量愈多,对沥青与集料的粘附性影响程度愈高。胶质与沥青质之比对粘附性指标具有较低的影响程度。为提高沥青与集料的粘附性能,对于不同酸碱性质的集料,选择沥青时应注意不同组分的比例关系。     

塔里木稠油及其组分中元素的分布和红外光谱分析

以塔里木3种稠油为原料,对稠油进行四组分的分离,测定了稠油及各组分的C、H、S、N及金属镍、钒、钙、铜、铁、钾、钠和铅的含量,研究了各金属在稠油组分中的分布,并进行了红外光谱分析。结果表明,相同条件下,3种稠油及其四组分在C、H元素的含量上差别不大,N元素富集在胶质和沥青质中,S元素主要存在于芳香分、胶质及沥青质中,3种稠油的饱和分中均含有微量的N、S元素。在3种稠油中,各金属元素在饱和分和芳香分中含量很低,随着组分的变重,含量急剧增加。3种稠油中的金属元素主要富集在沥青质中,其次是在胶质中。3种稠油饱和分的官能团种类几乎无差别,稠油的饱和分红外谱图在2800～3100 cm -1和1350～1390 cm -1出现甲基和亚甲基的强吸收峰。     

道路沥青老化后组成与使用性能关系的研究

采用正庚烷溶剂沉淀和 1%H2 O -Al2 O3 吸附色谱法将沥青分成饱和分、芳香分、胶质和沥青质 4个组分。通过对沥青老化后组成与使用性能的考察 ,得出了二者的变化关系。沥青老化时 ,饱和分减少且几乎不变 ,芳香分和胶质减少 ,沥青质明显增加 ,主要变化的组分是胶质和沥青质 ;同时 ,软化点近似呈线性形式上升 ,针入度近似呈指数形式下降 ,延度降低。沥青质含量高的沥青 ,软化点高 ,针入度小 ,延度低 ;胶质使沥青具有良好的塑性和粘附性 ,并提高延度 ;饱和烃和芳香烃影响沥青的低温延度和粘结性。可为高等级道路沥青分析、生产及其它工艺提供依据     

塔里木稠油及其组分结构参数的研究

以塔里木稠油1、塔里木稠油2、塔里木稠油3为原料,将3种稠油进行四组分的分离。通过元素分析、核磁共振等分析方法研究了3种稠油及其组分的基本性质,对稠油及其组分的平均结构参数进行分析计算。结果表明,相同条件下,稠油黏度大小、残炭值和沥青质含量从大到小顺序均为:塔里木稠油2、塔里木稠油1、塔里木稠油3;塔里木稠油2的芳碳率(fA)最高,塔里木稠油3及塔里木稠油1的芳碳率很接近。3种稠油的缩合指数(C.I.)差别不大。对同一种稠油,数均相对分子质量,结构参数CT、HT、fA、CA、RA、RT、RN、CN、C.I.从大到小顺序均为:沥青质、胶质、芳香分、饱和分。     

东辛原油组分-地层水界面扩张流变研究

从东辛原油中分离得到饱和分、芳香分、胶质、沥青质以及酸性组分,通过滴外形分析方法研究了各原油组分模拟油与地层水问的界面张力及界面扩张流变性质。结果表明,各类活性组分都具有界面活性,酯类组分的水解使得饱和分在高浓度时降低界面张力能力较强;扩张弹性随质量分数增大通过一个极大值,其高低顺序为：饱和分〉芳香分≈沥青质〉胶质≈酸性组分;饱和分中蜡组分在高浓度时以蜡晶形式析出,大大增强界面膜强度,造成较高的弹性,同时界面反应过程导致其较高的黏性。     

道路沥青老化后组成与使用性能关系的研究

采用正庚熔剂沉淀和1％H2O－AlO3吸附色谱法将沥青分成饱和分、芳香分、胶质和沥青质4个组分。通过对沥青老化后组成与使用性能的考察，得出了二者的变化关系。沥青老化时，饱和分减少且几乎不变，芳香分和胶质减少，沥青质明显增加，主要变化的组分是胶质和沥青质；同时，软化点近似呈线性形式上升，针入度近似呈指数形式下降，延度降低。沥青质含量高的沥青，软化点高，针入度小，延度低；胶质使沥青具有良好的塑性和粘附性，并提高延度；饱和烃和芳香烃影响沥青的低温延度和粘结性。可为高等级道路沥青分析、生产及其它工艺提供依据。     

S B R - C 9石油树脂改性沥青的研究

考察了S B R( 丁苯橡胶) 对C 9石油树脂改性沥青软化点、 针入度以及延度的影响, 并对S B R - C 9石油树 脂改性沥青机理进行了探讨。结果表明, S B R能有效改善 C 9石油树脂改性沥青的软化点, 当S B R的质量分数为 4 . 0%时, 改性沥青的性能符合《 公路改性沥青路面施工技术规范》 Ⅱ - C( J T J 0 3 6 - 9 8) 的要求。同时, 通过四组分( 饱和 分、 芳香分、 胶质和沥青质) 分析可知, C 9石油树脂可增加改性沥青体系芳香分的质量分数, 促进S B R在C 9石油树脂 改性沥青中的溶胀和吸附作用。由扫描电镜实验结果可知, 当S B R质量分数为5. 0%时, S B R与C 9石油树脂改性沥 青的相容性、 稳定性较好, 而且形成的银纹较多, S B R、 C 9石油树脂和沥青三者形成了稳定的高分子网状结构。     

克拉玛依常压渣油悬浮床加氢裂化反应胶体性质

利用质量分数电导率法研究了克拉玛依常压渣油悬浮床加氢裂化在不同反应时间和反应温度下的胶体稳定性,并验证Yen T F渣油胶体结构模型。结果表明,克拉玛依常压渣油悬浮床加氢裂化体系的胶体稳定性在生焦诱导期内下降迅速,在生焦诱导期后下降趋于缓慢;反应温度的升高使体系胶体稳定性下降。从反应后产物的族组成及其数均相对分子质量探讨了体系胶体稳定性变化的原因。研究表明,随着反应的进行,克拉玛依常压渣油体系中作为分散介质的饱和烃和轻芳烃含量逐渐上升,作为胶溶剂的胶质含量显著下降,其可溶质相对分子质量均呈下降趋势;而作为分散相的沥青质质量分数及数均相对分子质量在生焦诱导期内上升,在生焦后开始下降。胶体体系族组成及数均相对分子质量的变化破坏了该体系原有的稳定结构,导致了体系胶体稳定性的下降。     

再生沥青胶体状态的研究

沥青的理化性质及使用性质不仅与沥青质、可溶质的相对质量分数或化学组成有关 ,而且在很大程度上决定于沥青质在可溶质中所形成胶体溶液的状态。采用针入度指数法与胶体不稳定指数法从不同角度评价了几种沥青再生后的胶体状态 ,同时考察了它们的感温性能与抗老化性能。结果表明 :沈大、沈铁再生后的沥青属于溶胶 -凝胶型沥青 ;北环、沈本、沈本全层 3种沥青再生后属于纯粘性的溶胶型沥青。 5种再生沥青胶体稳定顺序为 :沈铁 >沈大 >北环 >沈本全层 >沈本     

影响稠油粘度的化学组成灰熵分析

针对稠油高粘度特性,采用灰色关联熵分析法,以MATLAB为平台分析了稠油族组成、元素组成及主要官能团与稠油粘度之间的关系,探讨了各组成因素对其粘度的影响.分析结果表明,沥青质是影响稠油粘度的最主要的因素,胶质和芳烃起着稳定沥青质,防止其聚沉的作用;而沥青质、胶质分子中的杂元素、过渡金属元素、芳香结构和烷基侧链则会影响沥青质分子之间、沥青质与胶质分子之间的缔合.分析结果与Pfeiffer提出的沥青质-胶质复合胶体体系等结论一致,证明了在稠油化学组成对粘度的影响研究中引入灰色关联熵分析法是可靠的.这对稠油处理加工将起到推动作用.     

稠油催化改质降黏实验研究

稠油催化改质是在350~400℃的稠油中加入催化剂,使其分子中的C-C键发生断裂,大分子变成小分子,稠油平均分子量降低,胶质和沥青质总含量减少,以达到大幅度降低稠油黏度、改善稠油流动性和实现稠油管道常温输送的目的。通过控制反应条件,可以抑制缩合结焦副反应。选择油酸铁作为催化剂,在较优操作条件下(油酸铁质量分数0.1%,反应温度370℃,反应时间30 min),对稠油进行催化改质降黏。改质稠油黏度由原始的21 040 mPa·s下降到336 mPa·s,降黏率为98.7%,胶质和沥青质分别减少了11.3%和20%,饱和烃和沥青质分别增加了约16.1%和15.2%。凝点从20℃下降到-5℃,平均分子量从620降至450,有利于常温管道输送。     

温拌型煤液化重质产物改性沥青混合料性能研究

为了解决煤液化重质产物用于锅炉燃烧时经济效益低、污染严重的问题,根据煤液化重质产物与石油沥青成分相似的特点,针对煤液化重质产物改性沥青性能及混合料路用性能开展试验研究,通过改变制备参数对改性沥青性能进行了测试,研究了改性沥青制备工艺路线、温度、掺量等因素对改性沥青性能的影响. 然后,针对煤液化重质产物改性沥青混合料的高温稳定性能、低温抗裂性能及水稳定性能等路用性能展开试验. 结果表明:改性沥青采用机械剪切方式,剪切速率3 000 r/min,剪切时间30 min,剪切温度120℃,煤液化重质产物与石油沥青质量比为7:93,拌合温度为125℃时,制备的AC-20混合料路用性能可满足JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》中相关要求,且与石油沥青混合料和温拌沥青混合料相比,具有低能耗、低成本等优点.     

沥青抗老化性能的研究

制备了 5种牌号的重交通道路沥青 ,并通过薄膜烘箱 (16 3℃ ,5h)实验前后正戊烷沥青质含量的变化及胶体不稳定指数和老化指数比较了它们的抗老化性能 ,同时建立了辽曙一区原油的切割温度及调和剂用量与使用性能关系的回归方程。实验结果表明 :所建立的切割温度与针入度、软化点关系及调和剂用量与针入度、软化点关系的回归方程对沥青工业生产和使用具有一定的指导意义。沥青老化后针入度明显降低、软化点升高、延度变差。沥青质含量变化最快的道路沥青抗老化性能最差 ;胶体不稳定指数越小 ,胶体结构越稳定 ,抗老化性能越好 ;老化指数越大的沥青 ,抗老化性能越差