几种来源渣油组成结构的研究

论文摘要

本课题采用物理仪器分析与化学氧化降解相结合的方法研究了PL19-3R系列和油砂沥青OSR系列渣油的化学组成和结构。分别测定了渣油中饱和分、芳香分、胶质、沥青质四个组分的含量,并以核磁共振氢谱为基础,结合红外光谱及元素组成、平均分子量等数据,用改进的Brown-Ladner法计算了渣油及其组分的平均结构参数。结果表明,PL19-3R系列渣油的胶质含量都很高,大部分渣油沥青质含量很低,油砂沥青OSR系列渣油的饱和分含量都很低,沥青质含量都很高,而胶质含量较低;对原料油直接进行溶剂脱沥青处理后,所得渣油的饱和分和芳香分都减少,胶质都增多,PL19-3R系列中对沥青质的影响不大,而油砂沥青OSR系列渣油的沥青质增多;原料油在减粘后再进行溶剂脱沥青处理,所得脱油沥青的饱和分和芳香分明显减少,而沥青质明显增多,PL19-3R系列中对胶质的影响不大,油砂沥青OSR系列的脱油沥青中胶质也明显减少。两个系列渣油的H/C都很低,尤其是油砂沥青OSR系列中所有渣油的H/C都在1.4以下。从饱和分、芳香分、胶质到沥青质,其芳碳率fA和分子量依次增大,烷基碳率fP和H/C依次减小。气相色谱-质谱（GC-MS）对钌离子催化氧化（RICO）产物的分析结果表明,PL19-3R系列和油砂沥青OSR系列渣油的芳香环上分别带有C6C29和C5C25的正构烷基侧链,并且分别含有C2C7和C2C8的连接两芳香核的正构烷基桥。另外,从各渣油的水相产物中都检测出从邻苯二甲酸到苯六甲酸的一系列苯多甲酸,表明渣油中都含有缩合程度较高的芳香环系结构。定量分析结果表明,PL19-3R系列和油砂沥青OSR系列渣油中各种正构烷基侧链含量的大小顺序分别为D#>4#>E#>C#>B#>A#和03#>02#>2#>1#>3#,根据正构烷基侧链定量分析结果推断出的渣油芳香性的高低与通过结构参数计算得到的渣油芳碳率fA的大小顺序是一致的;正构烷基桥含量大小顺序分别为D#>E#>B#>4#>C#>A#和03#>02#>1#>2#>3#,说明不同渣油中以正构亚甲基桥相连的芳香环系结构的丰度不同;各种芳羧酸甲酯含量的大小顺序分别为D#>A#>4#>E#>B#>C#和03#>02#>1#>2#>3#,这反映着芳香环系结构的丰度和缩合程度的不同。各渣油氧化后的产物碳分布中以CO2和水不溶酸居多。电喷雾质谱的分析结果验证了气相色谱-质谱分析结果的可靠性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 课题研究目的及意义
• 1.2 国内外研究现状分析
• 1.2.1 概述
• 1.2.2 物理仪器分析方法
• 1.2.3 化学降解方法
• 1.2.4 小结
• 1.3 论文的主要研究思路与研究内容
• 1.3.1 主要研究思路
• 1.3.2 主要研究内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 物理仪器分析
• 2.1.1 渣油的四组分分离
• 2.1.2 渣油及其组分的基本性质测定
• 2.1.3 渣油及其组分的结构参数计算
• 2.2 化学氧化降解分析
• 2.2.1 氧化降解反应
• 2.2.2 甲酯化反应
• 2.2.3 RICO 反应氧化产物的分析
• 第三章 渣油组分的分离与基本性质研究
• 3.1 渣油的四组分分析结果
• 3.2 渣油及其组分的基本性质分析
• 3.2.1 渣油及其组分的元素分析
• 3.2.2 渣油及其组分的平均相对分子量
• 3.2.3 渣油及其组分的核磁共振氢谱分析
• 3.2.4 渣油及其组分的红外光谱分析
• 3.3 渣油及其组分的结构参数
• 3.3.1 渣油的结构参数
• 3.3.2 饱和分的结构参数
• 3.3.3 芳香分的结构参数
• 3.3.4 胶质的结构参数
• 3.3.5 沥青质的结构参数
• 3.3.6 不同渣油间的结构参数比较
• 3.4 本章小结
• 第四章 RICO 氧化产物的分析研究
• 4.1 气相色谱-质谱分析结果与讨论
• 4.1.1 有机相产物分布
• 4.1.2 水相产物分布
• 4.1.3 气相色谱-质谱的出峰率
• 4.2 电喷雾质谱分析结果与讨论
• 4.3 渣油RICO 反应产物的元素分析
• 4.3.1 渣油RICO 反应后的碳收率及碳分布
• 4.3.2 渣油与RICO 反应残渣的H/C 对比分析
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢