原油沥青质中包裹体烃的研究

原油沥青质中存在非共价键缔合网络结构，在这种缔合网络结构保包裹有烃类等分子量相对较小的组分。由于沥青质缔合网结构的包裹，使这些组分免于遭受生物降解，保留原油生物降解前的重要信息。由于缔合网络结构空间的限制，检测到的沥青质中包裹正烷烃的碳数量大一般不超过C27。利用溶剂溶解－再沉淀的方法可以从原油沥青质大分子非共价键缔合网络中释放出被包裹的饱和烃等小分子物质，可以为生物原油的研究提供重要的信息。被沥青质包包裹饱和烃类的一些地化参数与正常原油中的参数相比，存在一定的差别，需要进一步深入研究。     

石油沥青质缔合体的分子动力学研究

 应用分子动力学方法，分别模拟了在常温和加热条件下沥青质缔合体的分子构型，并考察了加热条件下5种溶剂对沥青质缔合体微观结构的影响。依据沥青质分子间距和氢键键长的变化规律，分析讨论了沥青质缔合的微观机理，有利于石油沥青质沉积抑制剂和清除剂的研究。     

稠油沥青质的基本化学组成结构与缔合性研究

从4种不同稠油中分离沉淀出正戊烷沥青质,用红外光谱表征了其官能团结构,用1H-NMR结合相对分子质量及元素分析测定了沥青质的基本结构参数,并得出了沥青质的平均分子式,同时测定了沥青质的偶极矩来表征其极性。研究结果表明：稠油沥青质分子中杂原子的存在使其含有较多的极性基团,沥青质具有较大极性。杂原子含量越高,其极性越大,缔合性越强,缔合数越高。此外,用两种方法计算了沥青质的分子直径,结果表明：相对分子质量越大时,沥青质分子尺寸越大,但特性黏度法测得的分子直径与其选用的溶剂有关,且关联出的分子直径偏大,而相对密度和相对分子质量法能较好地反映分子颗粒尺寸。     

油藏开发中沥青质沉积机理及理论研究进展

沥青质作为原油中最复杂的固体成分,因其多样的分子结构和分子量,极易受到各种因素的影响,从而导致失稳和沉积。为了构建在油藏开采中规避沥青质沉积的操作指南,对国内外关于沥青质沉积实验和模拟的研究进行了回顾和总结。从沥青质沉积阶段出发,可以将沉积过程依次划分为析出、絮凝和沉积3个阶段,并对稳定性评价方法进行了简要概述。从流体性质（包括沉淀剂类型、原油组分和黏度）、储层性质和开采工艺（包括温度、压力、流速和开发方式）等方面详细论述了影响沥青质沉积的因素。结果表明,采用光学显微镜法和光散射法可以准确获取沥青质沉积的临界条件,再结合沥青质沉积热力学模型（包括溶解度和胶体模型）可以对开发过程中的沥青质沉积进行有效预测。其中,统计缔合流体理论的PC-SAFT状态方程考虑了沥青质颗粒的极性及关联性,能相对准确地模拟沥青质的相行为。针对沥青质沉积室内实验和数值模拟研究中存在的问题,未来沥青质沉积研究的可能方向主要为准确测定沥青质分子量及结构、建立通用的沥青质相平衡方程以及明确储层岩石中沥青质沉积机制及模型3个方面。该研究成果为深入剖析沥青质的沉积机理、完善沥青质沉积理论、攻克疑难杂症提供了参考和指引。     

石油沥青质的化学和物理：Ⅳ.石油沥青质溶液的胶体化学

本文从胶体化学的角度讨论了石油青质的性质，评述了自１９２４年以来提出的各种沥青胶体模型，探讨了石油胶粒的形状和尺寸，形成机制以及沥青质粒子聚集的动力学行为。     

减压渣油微观相结构特性的分子模拟

选用4种模型化合物代表减压渣油四组分(SARA),采用分子动力学模拟了减压渣油微观相结构,发现不同结构分子间相互作用的差异是减压渣油微观非均匀分布的本质原因,并通过电子分布特性分析了不同结构分子间相互作用差异的本质原因。沥青质分子间强相互作用使得沥青质分子自缔合形成聚集体;而多个胶质分子与沥青质分子的强相互作用封闭了沥青质分子自身进一步发生相互作用的活性位;同时,与胶质分子、饱和烃分子具有强相互作用的芳香烃分子将沥青质 胶质分子形成的聚集体分散在由芳香烃 饱和烃分子构成的连续相内,其中芳香烃分子更靠近胶质分子。因此,增加沥青质、饱和烃分子的含量会促进沥青质聚集,降低减压渣油稳定性;增加胶质、芳香烃分子的含量会阻碍沥青质聚集,提高减压渣油稳定性。     

石油沥青质的化学和物理：Ⅱ沥青质的化学组成和结构

本文详细综述了有关于石油沥青质的化学组成和化学结构方面的研究。由于沥青质本身的复杂性和分析手段的有限性，至今在分子水平上对沥青质的化学组成和结构了解得不很多，而且相当一部分结论是推测性的。     

基于群体平衡模型的石油沥青质絮凝机理

石油沥青质的絮凝会导致石油在生产、加工和运输过程中出现许多严重问题。不同根据地以及储存条件下沥青质组成差别很大，且絮凝机理尚不明确，很难根据现场情况选择合适的沥青质沉积抑制剂。为研究石油沥青质的絮凝机理，对沥青质絮凝动力过程进行实验探索并利用群体平衡模型进行数值模拟，实现对沥青质絮体粒径、结构及强度的调控以及对絮凝系统的预测。实验研究了沥青质浓度、甲苯与正庚烷溶剂体积比和剪切速率对絮凝过程的影响，同时在群体平衡模型中引入絮体结构模拟絮凝过程。实验结果表明沥青质颗粒絮凝过程主要受剪切速率的影响，考虑了絮体结构变化的群体平衡模型模拟结果更为准确。研究结果对解决石油生产、运输和加工过程中的沥青质的聚沉问题具有现实指导意义。     

沥青质沉淀研究进展综述

沥青质是石油中其它重质组分的沉淀会对石油生产与加工造成诸多损害。从沥青质沉淀机理，沥青质沉淀的实验研究及理论模型等方面，对沥青质沉淀问题的研究进展加以综述，详细对比了确定沥青沉淀点，沉淀量及实验设计的各种方案，并对数学模型做了较详细的比较。     

石油沥青质的吸附行为——Ⅰ吸附机理及研究方法

沥青质是石油中最重组分,沥青质的吸附对石油生产与加工造成诸多损害.从沥青质吸附机理、理论模型、研究方法等方面对沥青质吸附问题的研究进展加以综述.对沥青质吸附行为有个全面的了解,才能更好地认识石油沥青质吸附过程.     

沸腾床加氢过程重油分子结构变化规律

考察了沸腾床加氢过程中,渣油转化率对杂质脱除率和未转化油(UCO)性质及其分子结构的影响,并探讨了加氢过程中重油分子结构的变化规律.结果表明:渣油转化率增加,UCO中杂质(硫、氮、金属)脱除率增加,密度、残炭值、氮质量分数升高,硫质量分数和含金属量降低;胶质沥青质转化率与渣油转化率呈现良好的线性关系,随着渣油转化率增大...     

固态13C-NMR法表征渣油沥青质的结构组成

以长庆常压渣油、胜利减压渣油和加拿大减压渣油为原料,研究了正庚烷沥青质的结构及组成,根据固态13C NMR分析结果,计算了沥青质分子的平均结构单元参数,并模拟出了沥青质的结构单元模型。结果表明,沥青质分子由4个左右的结构单元组成,每个结构单元包括5～7个缩合芳香环。沥青质中的饱和碳以环烷碳为主,并包含少量的短烷基侧链,沥青质的n(HS)/n(CS)在16左右。对于平均相对分子质量较大、具有较短烷基侧链和较少取代基的沥青质分子,由核磁共振氢谱计算其结构参数时,采用重油计算过程的假设--芳香环烷基侧链上α位及β位和β位以远的氢/碳比为2(x=y=2)是不合理的,可能会导致计算结果与沥青质的真实结构存在较大的误差。     

Investigation of the Molecular Structure of Turkish Asphaltenes

Abstract

Molecular structure of asphaltenes prepared from four Turkish crude oils with different origin were characterized by elemental analysis, proton nuclear magnetic resonance (¹H NMR), gel permeation chromatography (GPC) by X-ray diffraction (XRD) and by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The X-ray diffraction method was used to investigate the crystallite and aromaticity parameters of the asphaltenes. Average distance between the aromatic sheets, average distance between the aliphatic chains, average diameter of the cluster, and average number of aromatic sheets per stack parameters were calculated for the asphaltenes. The combined NMR, FTIR, molecular weight, elemental content, and XRD results have been used to calculate hypothetical structure of the Turkish asphaltenes.     

STRUCTURAL CHARACTERIZATION OF ARABIAN HEAVY CRUDE OIL RESIDUE

The residue (370°C+) from Arabian Heavy Crude Oil was separated into four fractions, asphaltenes, resins, aromatcis and saturates. The four fractions were found to be free of artifacts and analytically significant in themselves. Each fraction was further characterized by elemental analysis, infrared spectroscopy, n.m.r. spectroscopy and mass spectroscopy. The aromatics are the major constituent of the residue and the ratio of asphaltenes, resins, aromatics and saturates is about 2:3:8:3. The strucutral characterization study led to the conclusion that asphaltene fraction is maximum hydrogen deficient followed by resins, aromatics and saturates thus suggesting larger degree of ring condensation in the structure of asphaltenes than resins and aromatics.     

STRUCTURAL CHARACTERIZATION OF ARABIAN HEAVY CRUDE OIL RESIDUE

ABSTRACT

The residue (370°C+) from Arabian Heavy Crude Oil was separated into four fractions, asphaltenes, resins, aromatcis and saturates. The four fractions were found to be free of artifacts and analytically significant in themselves. Each fraction was further characterized by elemental analysis, infrared spectroscopy, n.m.r. spectroscopy and mass spectroscopy. The aromatics are the major constituent of the residue and the ratio of asphaltenes, resins, aromatics and saturates is about 2:3:8:3. The strucutral characterization study led to the conclusion that asphaltene fraction is maximum hydrogen deficient followed by resins, aromatics and saturates thus suggesting larger degree of ring condensation in the structure of asphaltenes than resins and aromatics.     

A six-lumped kinetic model of pyrolysis of heavy oil in supercritical methanol

The product distribution of pyrolysis of heavy oil in the supercritical methanol (SC-MeOH) was studied. It could be found that the pyrolysis reaction rate enhanced with the increase of temperature. Compared with reaction in N₂, the coking formation was promoted in SC-MeOH. It was attributed to “cage effect” caused by methanol. The aromatics and resins which can dissolve asphaltenes were isolated by cages. Therefore, more coke was formed by condensation of asphaltenes. A lumped reaction kinetic model modified by equilibrium mass fraction of aromatics and resins was established, which could describe and predict the products distribution in SC-MeOH.     

超声波处理对渣油物性的影响

以四种不同来源和属性的渣油为原料,研究了超声波处理前后渣油基本物性和结构参数的变化,并对超声波处理前后渣油的加氢效果进行了对比研究 。结果表明：经超声处理后渣油的平均相对分子质量减小,粘度降低,密度基本不变;SARA四组分中,饱和分、芳香分和沥青质含量均减小,胶质的含量增加,胶质和沥青质的总含量增加;沥青质含量越高,经超声处理后胶质增加量越多,饱和分减少量越小,芳香分减少越大。超声波处理使渣油的平均分子总碳数C、芳环上的碳数CA、总环数RT、芳环数RA、环烷环数RN均减小,重油特征化参数KH增大,超声波处理改变了渣油的平均结构。沥青质含量和结构的变化是超声波处理引起渣油物性变化的最主要原因。