减压渣油的胶体结构及其形成

应用冷冻断裂复形透射电子显微镜法研究了三种典型国产减压渣油的物理结构。结果表明，减压渣油是溶胶态胶体分散体系，正庚烷沥青质和胶质重组分构成分散相胶团。胶质以两种状态存在：胶质重组分缔合形成分散相胶团，其余的胶质组分与油分（芳香分＋饱和分）一起构成分散介质。分析了三种减压渣油及其组分的红外光谱、化学组成与结构参数，考察了渣油胶体结构的形成机制。研究发现，高电负性杂原子和芳香性是形成胶团的充分必要条件     

微波辐照对减压渣油化学组成的影响

用频率为2450MHz的微波对胜利、孤岛减压渣油进行了辐照。辐照时，样品的体温底低于80℃，实验结果表明辐照过程中样品发展了化学变化。减压渣油和正庚烷沥青质的VPO平均相对分子质量都减小了。减压渣油及其正庚烷沥青质的FT－IR中波数为1380cm^-1，1460cm^-1和1600cm^-1的吸收峰的峰高和峰面积都发生了相对变化。对辐照前后的减压渣油进行了六组分分析。结果表明六组分中重组分减少，轻组分增加。最后，分析了减压渣油及沥青质在微波辐照下发生化学变化的作用机理。     

减压渣油组成和结构的研究

采用正庚烷和正丁醇依次沉降残渣油，随后用氧化铝液体色谱分离的方法建立了一套１次能将２０ｇ以上残渣油分离成八个组分（饱和烃、轻芳烃、中芳烃、重芳烃、轻胶质、中胶质、硬胶质和沥青质）的实验方法，得到了大庆减压渣油、鲁宁管输减压渣油和辽河减压渣油的组分分离结果。用元素分析、相对分子质量测定和＾１Ｈ－ＮＭＲ波谱的结果和Ｂｒｏｗｎ－Ｌａｎｄｅｒ法计算了残渣油各组分的结构参数。结果表明，分离得到的各个组分在结     

稠油中胶质稳定分散沥青质的作用研究

应用X射线光电子能谱(XPS)、Zata电位分析了3种稠油沥青质、胶质颗粒表面杂原子官能团的类型、含量及其溶液ζ电位;通过13C-NMR、荧光光谱分析定量确定了3种胶质缩合芳环、烷基侧链结构参数及其临界聚集浓度(CAC);采用紫外-可见光谱(UV-Vis)测定添加胶质前后沥青质甲苯-正庚烷溶液中沥青质浓度的变化进而分析...     

稠油分散体系中黏度与化学组成的灰熵关系分析

采用灰色关联熵分析法研究了稠油黏度及其族组成、有机杂原子、金属元素和主要官能团的关联,探讨了物系黏度随稠油分散系统微观结构的变化规律.结果表明:①沥青质是影响稠油黏度的最主要的因素,稠油体系中沥青质聚集分相的形成特性取决于稠油体系的物理结构,即稠油胶体构造的稳定性.胶体稳定性越高,沥青质越不容易从稠油分散体系中聚集沉淀.②在沥青质分子单元叠积过程中,由沥青质的杂原子因素、过渡金属因素、芳香环结构因素和脂肪性侧链因素共同决定的化学作用的影响是第一位的,其中芳香环结构因素和杂原子因素的影响最为显著,而由稠油体系不稳定性构成的物理作用的影响则居于次要地位.     

稠油体系的微观结构及流变性分析

论述了稠油的胶体结构性质.沥青质胶束在体系各种力作用下通过自缔合作用,可形成不同层次的超分子结构,使稠油成为一种多分散的胶体体系.利用透射电子显微镜观察了稠油内部胶团结构的形态,分析了胶质-沥青质的存在状态.利用RS75旋转黏度计测试并分析了稠油的黏温特性及流变特性.结果表明:黏温曲线在测量区间内(20～80℃)较好地符合Arrhenius方程,低温下的活化能高于高温下的活化能;在较低温度下,稠油黏度具有剪切稀释性,并且随压力增大而增大,这是低温下胶质、沥青质结构增强及少量蜡晶析出共同作用的结果.     

常压渣油加氢反应产物体系的胶体稳定性

在高温高压反应釜内,使用加氢转化催化剂对绥中36-1常压渣油进行加氢反应.通过分析产物的SARA四组分组成、数均相对分子质量及沥青质的平均结构和溶解度参数考察反应后体系胶体的稳定性.结果表明:反应温度升高,体系的稳定性逐渐变差,产物的SARA四组分中饱和分与沥青质的总含量增大,芳香分与胶质的含量降低;组分的数均相对分子质量减小,组成的改变影响产物的胶体稳定性;沥青质平均分子结构中环烷碳率、烷基碳率降低,芳香碳率增大,缩合度参数变小,沥青性质变差;沥青质平均分子结构中溶解度参数增大,分子间作用增大;组分组成及平均结构的变化导致反应后体系的胶体稳定性变差.     

残渣油族组分热转化性能的研究

以热重法（ＴＧ）评价了大庆减压渣油四组分和八组分（饱和烃、轻芳烃、中芳烃、重芳烃、轻胶质、中胶质、硬胶质和沥青质）的热转化反应性能。按一级反应动力学方程计算了各组分的热转化动力学参数。根据相应组分动力学参数的差异，提出在研究残渣油复杂反应动力学时，可将残渣油分成饱和烃、轻芳烃＋中芳烃、重芳烃、软胶质（轻胶质＋中胶质）、硬胶质和沥青质六个集总组分。     

减压渣油热转化前后的氮分布

以胜利、孤岛、大庆 3种减压渣油为原料 ,在高压釜反应器中 4 0 5℃、恒温 1h条件下分别进行热转化反应 ,并对原料及热转化后的残渣油 (>5 0 0℃ )进行六组分分离 ,测定了原料、残渣油及其各组分的碱性氮与总氮含量。研究结果表明 ,3种减压渣油中随着组分的加重 ,碱性氮和总氮含量均增大 ,渣油各组分中约有 30 %的氮为碱性氮 ,碱性氮和总氮在渣油胶质、沥青质中含量相差不大。无论是热转化前还是热转化后 ,大多数氮都存在于胶质、沥青质中 ,但热转化后的氮在沥青质中所占比例高于热转化前     

复合改性炭沥青稳定性研究

将两种软化剂分别掺入煤沥青,制得软化煤沥青,再与石油沥青混合,经SBS改性后得到复合改性炭沥青.采用四组分分析法和胶体不稳定指数(Ic)研究复合改性炭沥青的胶体稳定性.结果表明,加入适量的软化煤沥青能够增加复合改性炭沥青中沥青质含量,减少饱和分含量,同时达到调节芳香分和胶质含量的作用,使复合改性炭沥青的四组分含量分布合理.所制复合改性炭沥青的Ic值较低,胶体体系稳定.     

哈法亚油田原油沥青质沉积趋势预测及分析

为了研究哈法亚油田沥青质的沉积趋势,对哈法亚油田三种不同油藏原油进行四组分分离,利用胶体体系稳定性定量计算方法预测了沥青质的沉积趋势,并采用元素分析、红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)、核磁共振(1H-NMR)等分析手段对其沥青质分子结构进行了表征,探索了沥青质分子结构与沉积趋势的内在联系。研究结果表明：哈法亚油田原油沥青质有沉积的趋势,且样品A胶体不稳定指数较大,其沥青质较容易沉积。三种沥青质的结构参数存在差异,分子量、芳香度和芳香缩合度从样品A沥青质、样品B沥青质、样品C沥青质依次减少,而氢碳比(H/C比)依次增大。沥青质聚集体的稳定性与沥青质分子结构特征密切相关,H/C比值较低以及分子量、芳香度、芳香缩合度较高的样品A沥青质具有更大的稳定能,其沥青质沉淀的可能性也较大。     

石油沥青质中杂原子化合物的高分辨质谱分析

使用傅里叶变换离子回旋共振质谱研究沥青质及其亚组分的分子组成。结果表明,重质油及其沥青质中杂原子化合物分子组成十分复杂,负离子电喷雾结合高分辨傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)鉴定出了N1、N1O1、N1O1S1、N1O2、N1S1、O2、O2S1、O2S2、O2S3、O3、O3S1、O4等多种杂原子类型,含氧化合物和分子中存在多个杂原子的化合物在沥青质中相对富集。加拿大油砂沥青减压渣油(VTB)C7沥青质较C5沥青质中化合物缩合度更高;不同原油沥青质组成差异很大,VTB沥青质中杂原子类型多,分子缩合程度较高,而苏丹VR沥青质中含氧化物丰度较高。分子缩合度的微小变化也能对沥青质的溶解度产生较大影响,通过对不同极性亚组分分析,从分子层次证明了高缩度和多杂原子化合物最容易在低极性或非极性溶剂中沉淀出来。通过对非碱性氮化合物和酸性化合物的分子组成分析,获得了沥青质分子组成的重要信息,尽管在实验选用的仪器条件下仅能对沥青质中部分化合物进行分析,但是可以确定沥青质中存在很多小分子化合物。     

稠油胶质特性及其对沥青质吸附行为研究

考察了4种稠油胶质的分子结构特性及其对塔河、辽河沥青质的吸附行为,探讨了胶质吸附行为与沥青质分散稳定性间的内在联系。 结果表明: 4种胶质对沥青质的吸附符合Freundlich吸附,曲线形状是胶质多层吸附及渗透进入沥青质微孔结构的综合反映。4种胶质吸附等温曲线形状与其分子结构特性对照表明,塔河、渤海和辽河胶质对沥青质的吸附在低平衡浓度部分产生紧密单分子层吸附, 吸附曲线平滑;在高平衡浓度部分, 因其较强极性导致正庚烷对其亲和作用力不及沥青质从而发生相态分离, 在沥青质表面产生积极吸附造成曲线斜率急剧增大; 较弱极性的华北胶质未产生明显相态分离现象, 而是随浓度增加成比例渗透进沥青质聚集体中产生吸附。4种胶质的吸附行为与其分散稳定沥青质的有效性之间关系显示了胶质对沥青质的分散稳定能力既与其吸附量有关,也与其分子结构特性有关。     

减压渣油催化裂化的反应特性

利用小型固定流化床反应装置，对渣油催化裂化的反应特征进行了多方面的考察。实验结果表明，催化原料中随渣油掺入量的增加和反应时间的延长，反应过程中热裂化成分增大，氢转移反应和异构化反应减少，产品的安定性下降。因此，渣油催化裂化宜采用短接触时间和快速油气分离技术。渣油和减压馏分油在混炼过程中，原料之间无明显的交互作用，各自保持原有的生焦能力，这为炼油厂掺炼渣油时预测焦炭产率带来了方便。     

减压渣油焦化反应六集总动力学模型的建立及其算法

对减压渣油焦化反应机理和反应过程进行了分析 ,将集总动力学模型用于减压渣油焦化反应过程 ,建立了减压渣油焦化反应的六集总动力学模型。基于网络反应历程和相应假设 ,给出了动力学方程组 ,求得了方程组的解析解 ,并给出了动力学方程参数估值的解析解和数值解算法     

减压渣油物性与焦化反应产品分布的关联

基于若干常压渣油、减压渣油和二次加工渣油基本物性的分析以及前期进行的有关减压渣油焦化反应的研究 ,提出了一个可作为渣油 (包括常压、减压和二次加工渣油 )分类参考的特征参数KZ。随着特征参数KZ 的减小 ,渣油的性质趋于劣化。对于同一产地的原油 ,其渣油特征参数值由大到小排序为 :常压渣油 ,减压渣油 ,二次加工渣油。对于产地不同的各类油样 ,除部分略有重叠外 ,基本上仍然符合以上排序。对文献数据及笔者实验结果的计算和分析表明 ,特征参数KZ 能够较全面地反映减压渣油热加工性能的优劣 ,并与焦化气相、液相和固相产品收率之间存在良好的相关性 ,可利用特征参数KZ 初步评估减压渣油焦化产品的分布状况     

Part Thickness Variation during the Vacuum Assisted Resin Infusion Process

An experimental procedure was designed to monitor the preform thickness change real-time throughout the vacuum assisted resin infusion( VARI) process. Two kinds of liquid with different viscosity were infused with different post-filling time. The variation of the part thickness during the VARI process was studied. And the effect of the post-filling time on the part thickness was investigated.The results indicate that the compaction behavior of the preform can be divided into three stages,and the fiber volume fraction varies with the post-filling time in a similar sinusoid form. In addition,the post-filling should be overtime for the greatest fiber volume fraction,and when the resin is infused with higher viscosity,the greatest fiber volume fraction is higher.     

二元表面活性剂混合体系表面活性及胶束形成热力学

通过平衡表面张力的测定,研究了聚氧乙烯(10)油基醚(Brij97)/硬脂酸蔗糖酯、聚氧乙烯(20)油基醚(AEO20)/硬脂酸蔗糖酯及Brij97/卵磷脂混合体系的表面活性及胶束形成的热力学性质(ΔGom、ΔHom、ΔSom),并探讨了温度对各混合体系的影响.研究表明,三个混合体系均为非理想混合.对比分析得如下结果:(1)与AEO20相比,Brij97能显著提高硬脂酸蔗糖酯的表面活性.Brij97/硬脂酸蔗糖酯体系胶束形成及表面吸附能力均随Brij97的摩尔分数α1的增大而减小.(2)硬脂酸蔗糖酯、卵磷脂均不同程度的降低了Brij97的表面活性及形成胶束的能力.其中卵磷脂的影响更加明显,随卵磷脂摩尔分数α1的增大,CMC及ΔGom均大幅度增大.(3)在25℃-45℃范围内,温度升高,促进了各混合体系胶束的形成.     

大庆减压渣油馏分油水界面张力的研究

采用超临界萃取分离技术 ,将大庆减压渣油按相对分子质量分割为 17个馏分 ,并对各馏分进行了化学组成分析和紫外光谱测定。在此基础上 ,采用吊环法对各馏分在不同条件 (馏分质量分数、油相组成、盐的种类及质量分数、水相 pH值 )下的油水界面张力进行了研究。结果表明 ,大庆减渣馏分相对分子质量逐渐增大 ,氢碳原子比逐渐下降 ,芳香共轭结构逐渐增多 ;随着馏分在油相中质量分数的增大 ,界面张力下降 ,且下降趋势相似 ,总体降幅不大 ;随着油相中庚烷的增多 ,界面张力降低。水相中CaCl2 使得油水界面张力上升 ,而NaCl或KCl对油水界面张力影响较小。水相 pH值在酸性范围内变化时 ,基本不影响油水界面张力 ,pH值在碱性范围内增大时 ,界面张力降低。     

不同分子量DOM对垃圾渗滤液生物处理组合工艺中DBP和DEHP去除率的影响

采用小型生物处理组合工艺(上流式厌氧污泥床+曝气生物滤池+缺氧反应器+膜生物反应器, UASB+ BAF+ANO+MBR)处理老龄垃圾渗滤液, 考察了邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)两种内分泌干扰物在组合工艺中的去除, 以及与渗滤液中溶解性有机质(DOM)去除的关系。结果表明, 组合工艺对DBP和DEHP的去除率可分别达到92.9%和95.2%, 且与DOM腐殖化作用(即腐殖质的芳香性和分子量)密切相关。溶解性有机碳(DOC)主要分布在分子量为1~100 kDa的有机组分中, 此时腐殖质的芳香性较强, DBP和DEHP的浓度也较高。经过工艺处理后, 该组分的DOC和芳香性有效降低, 相应两种污染物的去除效果也更为明显。渗滤液原水及各工艺段中DOC与DBP及DEHP浓度的正相关性, 表明二者之间相互作用更有利于污染物的有效去除。