文档介绍：年月石油沥青第卷第期
石油沥青质化学结构模型研究进展
李能,董明,李龙,王子军
石油化工科学研究院,北京
摘要:主要介绍了近年来石油沥青质化学结构模型的研究成果,从分子量、稠合芳核缩
合度及缩合方式等方面描述了石油沥青质基本结构模型,从缔舍层次及分子间力等方面描述
了沥青质缔舍结构模型。
关键词:沥青质化学结构缔合结构模型
石油沥青质是导致石油在油藏内或采油过程各单元片之间由微弱的键力迭合形成缔合体。在
中出现沉积、乳化、黏度增高等现象的重要原有关石油沥青质分子结构问题上的分歧,可由沥
因;同时,沥青质具有芳香度高和杂原子含量青质来源不同所导致,董喜贵等采用
高、相对分子质量大等特点,是渣油二次加工过和¨研究了六种不同原油正己烷沥青质,
程中最主要的生焦前驱物,使加工过程中容易出计算出了一系列结构参数,并结合相对分子质量
现结焦、催化剂中毒失活等问题,并造成环境污的测定和元素分析,给出了六种沥青质基本结构
染。目前,随着能源紧张局势的加剧,将渣油单元的平均分子式及对应的分子单元片模型,对
“吃干榨净”是炼油行业的必然趋势,从现实和这六种沥青质分子单元片模型的比较可以发现,
未来需求来看,沥青质轻质化已成为目前炼油行不同原油沥青质的分子单元片的组成、分子量、
业急需解决的问题,而这需要以对石油沥青质的稠合方式以及稠合的芳环数是各不相同的。而基
组成、结构性质等的深人认识为基础。本单元片不同的组合方式及分子内部结构的变化
沥青质的定义是基于溶解度概念而非分子化也同样会增加沥青质分子结构的复杂性,以稠合
学组成和结构提出的,目前普遍使用的沥青质的芳环为核心的单元片是构成沥青质的基本结构单
定义是:石油中不溶于低分子正构烷烃而溶于元,它们通过桥链相互连接,在分子内部自我叠
苯、甲苯的组分。合,形成具有多种内部空间的三维结构。高
有关石油沥青质化学结构的研究,主要是从金森等利用分子模拟技术对加拿大
以下两个层次来考察:第一,以共价键形式连接
油砂沥青质超临界萃取分馏残渣组分的化学分子
形成的化学骨架单元片,即沥青质的基本化学结
结构进行了研究,以等所建立的分子二
构;第二,分子单元片以氢键、耵一键、偶极
维平均结构模型如图为基础,选用长度不
相互作用等分子问力缔合形成胶束,并进一步聚
同的桥链构建了沥青残渣组分的三维
集成更复杂的超分子结构,即沥青质的缔合
平均结构,发现由于桥键的立体结构变化较大,
结构。
具有相同二维结构和桥链的沥青分子的三维结构
沥青质基本化学结构模型
差别也较大。
目前对于沥青质的分子结构尚存在着较大的
沥青质基本结构单元的两种最基本的模型是
分歧,但是比较一致的观点是:沥青质分子由若
“大陆型”和“群岛型”’,如图。
干个单元片构成,每个单元片以稠合芳核为核
心,周围链接有多个环烷环和杂环,外围链接有收稿日期:一一.
若干的原子数不等的烷基侧链或含杂原子侧链; 作者简介:李能,男,壮族,硕士在读。
第期李能,
型;化学降解法可以深入分子层次研究沥青质的
化学性质,得到沥青质分子的结构细节信息,其
结果一般支持“群岛型”模型。这种差异可能
是源于分析方法本身