资源描述：
《石油沥青质的NMR测定及其模型分子推测》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第32卷第6期燃料化学学报Vol32No62004年12月JOURNALOFFUELCHEMISTRYANDTECHNOLOGYDec2004文章编号:02532409(2004)06066805石油沥青质的NMR测定及其模型分子推测董喜贵,雷群芳,俞庆森(浙江大学化学系,浙江杭州310027)1摘要:从6种不同原油中分离提取了正己烷不溶的沥青质,测定了沥青质的HNMR(NuclearMagneticResonance)13和CNMR谱,从不同类型氢和碳原子的质量分数计算得到了一系列平均结构参数,结合相对分子质量测定和元素分析,给
2、出了沥青质基本结构单元的平均分子式,推测了模型分子的结构。结果表明,沥青质的基本结构单元可以用稠环芳烃连接环烷烃和烷基侧链并含氧、氮和硫等杂原子的单元表示,结构单元之间形成缔合体,缔合数为4~6。关键词:沥青质;NMR;平均结构参数;模型分子中图分类号:O482.53,TE622.1文献标识码:A石油分散系统以沥青质为核心,以附于它的胶层滤纸包好,放于索氏提取器中进行抽提,至抽提液质为溶剂化层而构成的胶束组成分散相,烃类油分无色为止。3)取出滤纸,刮下沉淀物,在真空烘箱中和部分胶质组成分散介质。沥青质是原油中相对分除去溶剂,得到沥青质。子质量最大、极性最强的组
3、分,它和胶质在原油中构1.2元素分析和相对分子质量测定沥青质的碳、成天然的油包水型的乳化剂,对石油分散系统稳定氢、氮元素质量分数采用CarloErbaEA1110型元素性影响很大。沥青质的化学组成、结构特征以及性分析仪测定,硫采用氧弹法测定,氧为差减得到。相[1][2,3]质研究备受关注,Yen等曾提出沥青质具有类对分子质量采用Knauer蒸气压渗透(VPO)分子量仪似石墨的有序层状结构模型,具体到每种沥青质,结测定,苯作溶剂,实验温度45,用光谱纯联苯甲酰构单元和结构层数均不甚明确。沥青质组成和结构和菲进行标定。113十分复杂,曾进行了许多研究工作,仍存在不少
4、问题1.3H和CNMR测定采用BrukerAvanceDMX500和争议。近年来,高分辨率的核磁共振(NMR)、型超导核磁共振波谱仪。共振频率500MHz。以CDCl3113色谱质谱联用(GCMS)、傅里叶红外(FTIR)等分析为溶剂,TMS为内标。分别测定HNMR和CNMR谱。仪器地应用,为混合物、石油产品、煤产品和生物质2结果与讨论等组成复杂体系的结构特征分析提供了条件。NMR2.1沥青质的元素组成和相对分子质量沥青质不破坏样品,可以采用多种方式获得不同结构信息,的元素分析与相对分子质量的VPO法测定结果列[4~8]是一种有吸引力的方法。本文主要采用
5、核磁共于表1。由表1可见,沥青质仍主要由碳、氢两种元振波谱仪测定几种典型石油沥青质的氢谱和碳谱,获素组成,质量分数达到90%~93%;HC原子比在得不同类型氢和碳的分布,结合元素分析和相对分子1~1.3;S、N、O等杂原子的质量分数显著,可达质量测定,给出沥青质的模型分子结构。1%~7%。用蒸气压渗透(VPO)法测定的沥青质分1实验部分子量在3300~5600,不同沥青质的相对分子质量之间差别较大。1.1沥青质的提取伊朗、俄罗斯、辽河普通、辽河11312.2H和CNMR测定结果原油沥青质H超稠、塔里木和华北等6种原油取自国内有关炼油13NMR谱中质子吸收峰
6、和CNMR谱中碳原子吸收峰厂,以正己烷为溶剂提取沥青质。提取步骤:1)准确主要集中在如表2所列的化学位移范围内。由于石称取一定量的原料油,放入恒重的磨口锥形瓶中,按油产品组成极其复杂,不同基团的化学位移有一定1g试样加20mL正己烷,在加热板上回流1h,冷却交叉重叠,不可能象纯物质一样明确区别,而常以后放置暗处8h。2)用定量滤纸过滤出沉淀物,用两收稿日期:20040124;修回日期:20040721基金项目:浙江省分析测试基金(03101)。联系作者:雷群芳,Email:qflei@zju.edu.cn.作者简介:董喜贵(1964),男,黑龙江大
7、庆人,博士研究生,研究领域主要为石油化学和物理化学。6期董喜贵等:石油沥青质的NMR测定及其模型分子推测669表1沥青质的元素分析和相对分子质量测定结果切段式归属。本文参照文献[9~12]归属NMR谱Table1Resultsofelementalanalysisandrelativemolecular图中的各类H和C,结果见表2。massdeterminationofasphaltenes2.3沥青质的平均分子结构参数计算和模型分子Ultimatewd%1No.*M(VPO)推测从HNMR测定结果可以确定沥青质基本结**CH
