第五讲 重质油的化学组成

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1、第五讲重质油的化学组成与结构参考：SpeightP189-2131.提供一些我国渣油中At.R.A等的基本数据，重点是At。2.大部分都从我们这几年研究报道文章中取之。学习目的:对重油中的At.R.A.S，尤其At在性质上有一个明确了解，对我国重油中各组分性质有所了解。主要由At.R.A.S构成5.1沥青质概述：沥青质的定义及描述问题：是否是均一化合物，是否结晶，有无确定分子量1、沥青质的物理及化学特征：①溶解性：正构烷（低分子量）不溶②外观：黑色脆片状（或粒状）加热不熔③H/C：在石油中H/C最小组分④杂原子（N.O.S)：在石油中杂原

2、子含量最高的组分⑤Mn：在石油中分子量最大⑥fA：在石油中C/H最高⑦缩合度：HAU/CA最小（缩合度最高）⑧极性：在石油中极性最大中国原油减压渣油的化学组成和特性以胜利减渣为例：ARnC7-ATH/C1.631.451.28(N+S+O)%2.95.56.9Mn(VPO)85017303410fA0.230.320.41fP0.560.520.42HAU/CA0.800.590.512、沥青质平均分子量沥青质的分子量到底是多少，很久以来一直有争议，文献记载从一千一直到几十万。原因何在：①测定方法不同数据相差很远例：a.质谱法：一千（分子

3、离子峰质荷比）b.VPO法：溶液沸点升高，溶液冰点下降，VPO-两球ΔT与质量摩尔浓度成正比：所测分子量为几千c.超离心法：几万到几十万②测定条件不同数据也不同常用的VPO法（VaperPressureOsmometry）（确切地讲为蒸汽压平衡法）VPO法与冰点下降，沸点上升一样都是利用溶液的依数性，其测定原理及方法见石油化学讲义;石油化学试验讲义。一般测定AT分子量2000~6000左右，所测为Mn（数均）（Mn=∑NiMi/∑Ni）一般以VPO法测重质油分子量测沥青质分子量与测其它纯化合物分子量不同，测沥青质分子量受到下列因数影响：a

4、溶剂影响：溶剂极性介电常数所测分子量例：苯C6H5NH2C6H5NO2介电常数2.2812.334.75沥青质A667042203590沥青质B491025502070b.温度的影响：测定温度分子量例:以C6H5-NO2为溶剂，371300C分子量差20~45%370C1000C1300C沥青质A359024701920沥青质B207017901630C.浓度的影响：浓度分子量溶液浓度：合适浓度0.05~0.2g/kg-solvent一般VPO法固定溶剂，浓度延伸到无限稀释，消除浓度影响重%2.24.56.7Mn260033004100表

5、5-2-1用不同方法测定的沥青质相对分子质量测定方法测得的相对分子质量超离心法≤300000超滤法80000~140000渗透压法80000蒸气压渗透（VPO)法1000~8000冰点下降法600~6000沸点升高法2500~4000光散射法1000~4000粘度法900~2000出现上述现象原因：看来沥青质的分子量并不固定，其中的结合键不完全是共价键；不是聚合物，有弱的化学键；认为是缔合物（Associate)。缔合程度是受溶剂极性，温度，浓度影响证明：某渣油各组分VPO法与MS法分子量对比饱和分芳香分胶质沥青质MS法分子量112412

6、941104873VPO法分子量1036106230754015在A和S测定两法差不多，但R和AT两法相差较大，说明缔合问题。表明：沥青质并不完全是共价键，无固定分子量，不是均一类化合物，而是许多种化合物的缔合物。其分子量随测定方法而变化（随溶剂的极性温度及其浓度的变化而变化）。所以在说明沥青质的分子量大小时，要说明所用测定方法，溶剂及起操作温度。一般以苯为溶剂~450CVPO法测定分子排列差别：石墨晶体：分子排列有序；有衍射，散射现象，各向异性液体：无序；无衍射，散射；各向同性沥青质：①类似晶体方面：有X衍射现象②不同与晶体方面：分子排

7、列并不完全有序或者那样严格规律性，而是介于有秩序与无秩序之间③可以认为它是属于介晶体说明：只有内部微粒具有严格的规则结构的物质才是各向异性的3.沥青质物理结构T.F.Yen模型（1）引言①沥青质是否是晶体？液体？沥青质不像石墨的纯粹结晶，分子排列介于有秩序与无序之间，有衍射峰也有散射峰，衍射为晶体特征，表明它不是纯结晶，可以认为它是部分有秩序，部分有规律（即一定程度的规律性）但不像晶体那样严格的规律性，属于介晶（液晶）mesomorphic(orLiquid)Crystal.②结构：T.F.Yen六十年代末期以X-衍射，电子顺磁共振，核磁

8、共振，电镜等为基础，提示沥青质结构的三层次模式，比较而言，能解释一些现象，较多数承认。但在美国及苏联对该理论也提出不同看法。(2)按三层次理论，沥青质基本单元是：①薄片sheet是沥青质的基本