重质油物理性质.pptx

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1、3.1重质油的沸点范围第1页/共50页1.1.重质油都是石油中沸点至少高于重质油都是石油中沸点至少高于重质油都是石油中沸点至少高于重质油都是石油中沸点至少高于350350的部分；的部分；的部分；的部分；2.2.需要从减压数据换算到常压数据；需要从减压数据换算到常压数据；需要从减压数据换算到常压数据；需要从减压数据换算到常压数据；图、表、关联式图、表、关联式图、表、关联式图、表、关联式 3.1重质油的沸点范围第2页/共50页测定方法：测定方法：测定方法：测定方法：1.1.一般减压蒸馏（一般减压蒸馏（一般减压蒸馏（一般减压蒸馏（540540）2.2.短程蒸馏（又称分子蒸馏）。短程蒸馏（又称分子蒸馏

2、）。短程蒸馏（又称分子蒸馏）。短程蒸馏（又称分子蒸馏）。真空度高（压力真空度高（压力真空度高（压力真空度高（压力0.10.1PaPa）、）、）、）、蒸发面与冷凝面之蒸发面与冷凝面之蒸发面与冷凝面之蒸发面与冷凝面之间的距离短（间的距离短（间的距离短（间的距离短（2323cmcm）以及停留时间短（小于以及停留时间短（小于以及停留时间短（小于以及停留时间短（小于1 1minmin），），），），这样可保证油样在不发生分解的情况下蒸这样可保证油样在不发生分解的情况下蒸这样可保证油样在不发生分解的情况下蒸这样可保证油样在不发生分解的情况下蒸至至至至t tAEBPAEBP约约约约700700。短程蒸馏并不

3、能得到其沸点，只。短程蒸馏并不能得到其沸点，只。短程蒸馏并不能得到其沸点，只。短程蒸馏并不能得到其沸点，只能用模拟蒸馏的方法来加以测定。能用模拟蒸馏的方法来加以测定。能用模拟蒸馏的方法来加以测定。能用模拟蒸馏的方法来加以测定。3.1重质油的沸点范围第3页/共50页第4页/共50页第5页/共50页测定方法：测定方法：3.3.气相色谱模拟蒸馏气相色谱模拟蒸馏_标准方法标准方法:ASTMD2887ASTMD2887ASTMD5307ASTMD5307以烃类在硅酮类非极性的、分辨率较低的色谱以烃类在硅酮类非极性的、分辨率较低的色谱柱中按其沸点的高低依次流出的现象为基础的。柱中按其沸点的高低依次流出的现

4、象为基础的。在此类色谱柱中，正构烷烃的保留时间与其以在此类色谱柱中，正构烷烃的保留时间与其以ttAEBPAEBP呈良好的线性关系。一般是以一系列分子量较呈良好的线性关系。一般是以一系列分子量较大正构烷烃作为标样来进行标定的，大正构烷烃作为标样来进行标定的，当色谱柱温达到当色谱柱温达到430430时，用此法测得以时，用此法测得以t tAEBPAEBP可可至至8008003.1重质油的沸点范围第6页/共50页第7页/共50页测定方法：测定方法：4.4.SchwartzSchwartz等提出用超临界流体色谱模拟蒸馏测定高等提出用超临界流体色谱模拟蒸馏测定高沸馏分沸馏分t tAEBPAEBP的方法。此

5、法所用的流体为的方法。此法所用的流体为14143434MPaMPa的高压的高压COCO2 2，测定温度为测定温度为120150120150，毛细管内径，毛细管内径50805080 mm、长长1010mm，用火焰离子化检测器检测。用火焰离子化检测器检测。采采用此法可测定至用此法可测定至t tAEBPAEBP 750750。5.5.有人将重质油的馏分及蒸馏残渣的挥发性，统一以有人将重质油的馏分及蒸馏残渣的挥发性，统一以其在馏出其在馏出5050(m)m)处的中处的中t tAEBPAEBP来表示，并提出以来表示，并提出以下下关联：关联：3.1重质油的沸点范围第8页/共50页测定方法：测定方法：6.6.

6、可用氢碳比（原子比）可用氢碳比（原子比）H/CH/C取代相对密度，关联如下：取代相对密度，关联如下：用用VPOVPO法测数均分子量有法测数均分子量有1010误差，同时非烃化合误差，同时非烃化合物往往还会有缔合现象物往往还会有缔合现象 3.1重质油的沸点范围第9页/共50页测定方法：测定方法：7.7.许志明利用超临界流体萃取分馏馏分的物性或组成数许志明利用超临界流体萃取分馏馏分的物性或组成数据与对应收率下真空蒸馏馏分的平均沸点数据进行关联，据与对应收率下真空蒸馏馏分的平均沸点数据进行关联，利用这些关联式可预测重质油的平均沸点，并将其蒸馏利用这些关联式可预测重质油的平均沸点，并将其蒸馏曲线延伸至曲

7、线延伸至800800左右。左右。3.1重质油的沸点范围第10页/共50页3.2重质油的分子量第11页/共50页种种类：类：重质油分子量是指用一定方法统计得到的平均分子重质油分子量是指用一定方法统计得到的平均分子量：量：数均、重均数均、重均1 1、数均分子量应用最广泛、数均分子量应用最广泛定义定义体系中具有各种分子量的分子的摩尔体系中具有各种分子量的分子的摩尔数与其相应的分子量的乘积的总和，数与其相应的分子量的乘积的总和，也就是体系的质量除以其中所含各类也就是体系的质量除以其中所含各类分子的摩尔数总和的商：分子的摩尔数总和的商：3.2重质油的分子量第12页/共50页种种类：类：2 2、重均分子量

8、用得较少，它是用光散射等方法测定的、重均分子量用得较少，它是用光散射等方法测定的定义体系中具有各种分子量的分子的质量定义体系中具有各种分子量的分子的质量分数与其相应的分子量的乘积的总和：分数与其相应的分子量的乘积的总和：3 3、粘均分子量：用粘度法测得的，高分子溶液体系；、粘均分子量：用粘度法测得的，高分子溶液体系；4 4、Z Z均分子量：超级离心沉淀法测得的，现很少应用。均分子量：超级离心沉淀法测得的，现很少应用。3.2重质油的分子量第13页/共50页注注注注意：意：意：意：1.1.对于同一体系，其对于同一体系，其对于同一体系，其对于同一体系，其MMn n和和和和MMWW是不相等的。这是由于

9、是不相等的。这是由于是不相等的。这是由于是不相等的。这是由于混合物中低分子量部分对混合物中低分子量部分对混合物中低分子量部分对混合物中低分子量部分对MMn n影响较大，而影响较大，而影响较大，而影响较大，而MMWW则主则主则主则主要受其中高分子量部分的影响。要受其中高分子量部分的影响。要受其中高分子量部分的影响。要受其中高分子量部分的影响。2.2.这样，对于同一体系，一般来说是这样，对于同一体系，一般来说是这样，对于同一体系，一般来说是这样，对于同一体系，一般来说是MMn nMMWW。3.3.而而而而MMWW/M/Mn n的比值大小可以表征该体系的多分散程度，的比值大小可以表征该体系的多分散程

10、度，的比值大小可以表征该体系的多分散程度，的比值大小可以表征该体系的多分散程度，体系分子量范围越宽时，其体系分子量范围越宽时，其体系分子量范围越宽时，其体系分子量范围越宽时，其MMWW/M/Mn n值就越大。值就越大。值就越大。值就越大。3.2重质油的分子量第14页/共50页测定方法：测定方法：测定方法：测定方法：数均分子量数均分子量数均分子量数均分子量1.1.冰点降低法仅适用于测定冰点降低法仅适用于测定冰点降低法仅适用于测定冰点降低法仅适用于测定350350油品分子量油品分子量油品分子量油品分子量 2.2.沸点升高法沸点升高法沸点升高法沸点升高法3.3.蒸气压渗透法重质油蒸气压渗透法重质油蒸

11、气压渗透法重质油蒸气压渗透法重质油 4.4.凝胶渗透色谱法凝胶渗透色谱法凝胶渗透色谱法凝胶渗透色谱法 蒸气压渗透法又称气相渗透压法蒸气压渗透法又称气相渗透压法(VaporPressureVaporPressureOsmometryOsmometry或或VaporPhaseOsmometryVaporPhaseOsmometry，简称简称VPOVPO法法)，实际上其中并不涉及渗透或渗透压，更确切地应称为，实际上其中并不涉及渗透或渗透压，更确切地应称为蒸气压平衡法。蒸气压平衡法。3.2重质油的分子量第15页/共50页蒸气压渗透法蒸气压渗透法蒸气压渗透法蒸气压渗透法VOP:VOP:1.1.原理与沸点

12、升高法相似，在低于沸点的下测定的。原理与沸点升高法相似，在低于沸点的下测定的。原理与沸点升高法相似，在低于沸点的下测定的。原理与沸点升高法相似，在低于沸点的下测定的。根据溶液中不挥发溶质的存在使蒸气压相应的降低根据溶液中不挥发溶质的存在使蒸气压相应的降低根据溶液中不挥发溶质的存在使蒸气压相应的降低根据溶液中不挥发溶质的存在使蒸气压相应的降低2.2.检测：很小的蒸气压差值转化为电阻差电位差。检测：很小的蒸气压差值转化为电阻差电位差。检测：很小的蒸气压差值转化为电阻差电位差。检测：很小的蒸气压差值转化为电阻差电位差。3.3.只测定沸点在只测定沸点在只测定沸点在只测定沸点在350350以上的样品以上

13、的样品以上的样品以上的样品4.4.分子量测定上限为分子量测定上限为分子量测定上限为分子量测定上限为3500035000。5.5.测定时均将试样配制成稀溶液，浓度：测定时均将试样配制成稀溶液，浓度：测定时均将试样配制成稀溶液，浓度：测定时均将试样配制成稀溶液，浓度：0.0050.020.0050.02mol/kgmol/kg。多点测定外推至浓度为零多点测定外推至浓度为零多点测定外推至浓度为零多点测定外推至浓度为零3.2重质油的分子量第16页/共50页用用用用VPOVPO法测得的重质油及其组分的数均分子量法测得的重质油及其组分的数均分子量法测得的重质油及其组分的数均分子量法测得的重质油及其组分的数

14、均分子量:1.1.我国几种减压渣油的数均分子量都比较接近，均稍大我国几种减压渣油的数均分子量都比较接近，均稍大我国几种减压渣油的数均分子量都比较接近，均稍大我国几种减压渣油的数均分子量都比较接近，均稍大于于于于10001000。2.2.各组分数均分子量则按饱和分、芳香分、胶质、沥青各组分数均分子量则按饱和分、芳香分、胶质、沥青各组分数均分子量则按饱和分、芳香分、胶质、沥青各组分数均分子量则按饱和分、芳香分、胶质、沥青质的顺序，依次逐渐增大。质的顺序，依次逐渐增大。质的顺序，依次逐渐增大。质的顺序，依次逐渐增大。3.3.饱和分及芳香分：饱和分及芳香分：饱和分及芳香分：饱和分及芳香分：600600

15、一一一一11001100之间之间之间之间胶质胶质胶质胶质：20002000左右左右左右左右戊烷沥青质戊烷沥青质戊烷沥青质戊烷沥青质：约为：约为：约为：约为3000400030004000庚烷沥青质庚烷沥青质庚烷沥青质庚烷沥青质：均大于：均大于：均大于：均大于50005000。4.4.测得的胶质和沥青质数均分子量相对较大是由于其在测得的胶质和沥青质数均分子量相对较大是由于其在测得的胶质和沥青质数均分子量相对较大是由于其在测得的胶质和沥青质数均分子量相对较大是由于其在苯中的缔合程度较大所致。苯中的缔合程度较大所致。苯中的缔合程度较大所致。苯中的缔合程度较大所致。3.2重质油的分子量第17页/共50

16、页凝胶渗透色谱法，简称凝胶渗透色谱法，简称凝胶渗透色谱法，简称凝胶渗透色谱法，简称GPCGPCGelPermeationChromatographyGelPermeationChromatography排除色谱法，简称排除色谱法，简称排除色谱法，简称排除色谱法，简称SECSECSizeExclusionChromatographySizeExclusionChromatography按照分子尺寸大小来进行分离的方法按照分子尺寸大小来进行分离的方法按照分子尺寸大小来进行分离的方法按照分子尺寸大小来进行分离的方法3.2重质油的分子量第18页/共50页用质谱法测定重质油的分子量用质谱法测定重质油的分

17、子量用质谱法测定重质油的分子量用质谱法测定重质油的分子量：1.1.采用场电离质谱法采用场电离质谱法采用场电离质谱法采用场电离质谱法(FIMS)FIMS)或场解吸质谱法或场解吸质谱法或场解吸质谱法或场解吸质谱法(FDMS)FDMS)可可可可以控制测定条件使试样基本没有分子断裂现象，以以控制测定条件使试样基本没有分子断裂现象，以以控制测定条件使试样基本没有分子断裂现象，以以控制测定条件使试样基本没有分子断裂现象，以取得其分子离子谱图。从分子离子谱图就很容易得取得其分子离子谱图。从分子离子谱图就很容易得取得其分子离子谱图。从分子离子谱图就很容易得取得其分子离子谱图。从分子离子谱图就很容易得到样品的数

18、均相对分子质量，并算得其重均分子量；到样品的数均相对分子质量，并算得其重均分子量；到样品的数均相对分子质量，并算得其重均分子量；到样品的数均相对分子质量，并算得其重均分子量；2.2.对于重质油，即使在很高的真空度下也不能完全气对于重质油，即使在很高的真空度下也不能完全气对于重质油，即使在很高的真空度下也不能完全气对于重质油，即使在很高的真空度下也不能完全气化，因此也就不可能用质谱法测定整个渣油的分子化，因此也就不可能用质谱法测定整个渣油的分子化，因此也就不可能用质谱法测定整个渣油的分子化，因此也就不可能用质谱法测定整个渣油的分子量分布，只能测定其中量分布，只能测定其中量分布，只能测定其中量分布

19、，只能测定其中t tAEBPAEBP700700的馏分的馏分的馏分的馏分3.2重质油的分子量第19页/共50页3.3重质油的残炭值第20页/共50页1.1.油品在规定条件下受热使其分解、气化后，残余的焦油品在规定条件下受热使其分解、气化后，残余的焦油品在规定条件下受热使其分解、气化后，残余的焦油品在规定条件下受热使其分解、气化后，残余的焦黑色残余物黑色残余物黑色残余物黑色残余物a a、反映了不易挥发物或易生焦物的多少反映了不易挥发物或易生焦物的多少反映了不易挥发物或易生焦物的多少反映了不易挥发物或易生焦物的多少bb、估计重质油在加工过程中的生焦倾向估计重质油在加工过程中的生焦倾向估计重质油在加

20、工过程中的生焦倾向估计重质油在加工过程中的生焦倾向2.2.残炭值的测定方法有三种：康氏残炭值残炭值的测定方法有三种：康氏残炭值残炭值的测定方法有三种：康氏残炭值残炭值的测定方法有三种：康氏残炭值(CCR)CCR)、兰氏兰氏兰氏兰氏残炭值残炭值残炭值残炭值(RCR)RCR)及微量残炭值及微量残炭值及微量残炭值及微量残炭值(MCR)MCR)。3.3.重质油的残炭值与其化学结构密切相关，主要取决于重质油的残炭值与其化学结构密切相关，主要取决于重质油的残炭值与其化学结构密切相关，主要取决于重质油的残炭值与其化学结构密切相关，主要取决于其中生成焦炭的前身物其中生成焦炭的前身物其中生成焦炭的前身物其中生成

21、焦炭的前身物稠合芳香环系结构所占的稠合芳香环系结构所占的稠合芳香环系结构所占的稠合芳香环系结构所占的份额份额份额份额 fafa。3.3重质油的残炭值第21页/共50页一、渣油及其馏分的残炭值一、渣油及其馏分的残炭值一、渣油及其馏分的残炭值一、渣油及其馏分的残炭值1.1.各馏分残炭值随其沸点增高而增大。尤其是当馏分沸点高各馏分残炭值随其沸点增高而增大。尤其是当馏分沸点高各馏分残炭值随其沸点增高而增大。尤其是当馏分沸点高各馏分残炭值随其沸点增高而增大。尤其是当馏分沸点高于于于于500500时，其残炭值也就显著增大为百分之几至百分之时，其残炭值也就显著增大为百分之几至百分之时，其残炭值也就显著增大为

22、百分之几至百分之时，其残炭值也就显著增大为百分之几至百分之几十。几十。几十。几十。2.2.残炭值虽不像有些物理性质那样具有严格的可加性，但仍残炭值虽不像有些物理性质那样具有严格的可加性，但仍残炭值虽不像有些物理性质那样具有严格的可加性，但仍残炭值虽不像有些物理性质那样具有严格的可加性，但仍可近似地看做是可加的。可近似地看做是可加的。可近似地看做是可加的。可近似地看做是可加的。3.3.常压渣油：常压渣油：常压渣油：常压渣油：3 31010(m)m)，减压渣油：，减压渣油：，减压渣油：，减压渣油：7 72020(m)m)环烷基环烷基环烷基环烷基原油减压渣油残炭值较大，石蜡基则低得多，原油减压渣油残

23、炭值较大，石蜡基则低得多，原油减压渣油残炭值较大，石蜡基则低得多，原油减压渣油残炭值较大，石蜡基则低得多，残炭值的大残炭值的大残炭值的大残炭值的大小与油样的化学组成和结构有着密切的内在联系。小与油样的化学组成和结构有着密切的内在联系。小与油样的化学组成和结构有着密切的内在联系。小与油样的化学组成和结构有着密切的内在联系。4.4.减渣减渣减渣减渣SCFESCFE馏分的兰氏残炭值馏分的兰氏残炭值馏分的兰氏残炭值馏分的兰氏残炭值(RCR)RCR)随着萃取程度的加深，随着萃取程度的加深，随着萃取程度的加深，随着萃取程度的加深，所得馏分的芳香性增强，其残炭值也就相应逐渐增大。所得馏分的芳香性增强，其残炭

24、值也就相应逐渐增大。所得馏分的芳香性增强，其残炭值也就相应逐渐增大。所得馏分的芳香性增强，其残炭值也就相应逐渐增大。3.3重质油的残炭值第22页/共50页二、减压渣油各组分的残炭值二、减压渣油各组分的残炭值二、减压渣油各组分的残炭值二、减压渣油各组分的残炭值对比任丘、中原、胜利及对比任丘、中原、胜利及对比任丘、中原、胜利及对比任丘、中原、胜利及 孤岛孤岛孤岛孤岛4 4种减压渣油六组分的残炭值种减压渣油六组分的残炭值种减压渣油六组分的残炭值种减压渣油六组分的残炭值1.1.从组分从组分从组分从组分1 1至戊烷沥青质，其残炭值逐渐增大。至戊烷沥青质，其残炭值逐渐增大。至戊烷沥青质，其残炭值逐渐增大。

25、至戊烷沥青质，其残炭值逐渐增大。2.2.以饱和分和少环芳烃为主要成分的组分以饱和分和少环芳烃为主要成分的组分以饱和分和少环芳烃为主要成分的组分以饱和分和少环芳烃为主要成分的组分1 1的残炭值很低，的残炭值很低，的残炭值很低，的残炭值很低，只有只有只有只有1212(m)m)；3.3.而以多环芳烃为主的组分而以多环芳烃为主的组分而以多环芳烃为主的组分而以多环芳烃为主的组分2 2的残炭值就成的残炭值就成的残炭值就成的残炭值就成1010倍地猛增，达倍地猛增，达倍地猛增，达倍地猛增，达12161216(m)m)；4.4.胶质胶质胶质胶质(组分组分组分组分3 3、4 4、5)5)的残炭值又高出一倍，在的残

26、炭值又高出一倍，在的残炭值又高出一倍，在的残炭值又高出一倍，在20402040(m)m)之间；之间；之间；之间；5.5.而戊烷沥青质的残炭值则一般都大于而戊烷沥青质的残炭值则一般都大于而戊烷沥青质的残炭值则一般都大于而戊烷沥青质的残炭值则一般都大于4040(m)m)。6.6.减渣残炭值约有减渣残炭值约有减渣残炭值约有减渣残炭值约有9090是由胶质一沥青质形成的。是由胶质一沥青质形成的。是由胶质一沥青质形成的。是由胶质一沥青质形成的。3.3重质油的残炭值第23页/共50页第24页/共50页三、重质油残炭值与氢碳比及氢含量的关系三、重质油残炭值与氢碳比及氢含量的关系三、重质油残炭值与氢碳比及氢含量

27、的关系三、重质油残炭值与氢碳比及氢含量的关系1.1.我国各减压渣油及其组分的兰氏残炭值我国各减压渣油及其组分的兰氏残炭值我国各减压渣油及其组分的兰氏残炭值我国各减压渣油及其组分的兰氏残炭值(RCR)RCR)与其氢与其氢与其氢与其氢碳比有很好的线性关系：碳比有很好的线性关系：碳比有很好的线性关系：碳比有很好的线性关系：ww残炭残炭残炭残炭10102 2172.3-98.9(172.3-98.9(N NH H/N/NC C)此式的相对偏差一般在此式的相对偏差一般在此式的相对偏差一般在此式的相对偏差一般在1010以内。以内。以内。以内。2.Roberts2.Roberts根据根据根据根据1515种原

28、油的种原油的种原油的种原油的114114对实验数据得到了康氏对实验数据得到了康氏对实验数据得到了康氏对实验数据得到了康氏残炭值残炭值残炭值残炭值(CCR)CCR)与氢碳比的关联式与氢碳比的关联式与氢碳比的关联式与氢碳比的关联式:(N NH H/N/NC C)1.7.1-0.0115(w1.7.1-0.0115(w残炭残炭残炭残炭10102 2)3.3重质油的残炭值第25页/共50页第26页/共50页3.3.王仁安等将王仁安等将8 8种减压渣油种减压渣油SCFESCFE馏分残炭值馏分残炭值(CCR)CCR)与他与他们提出的渣油特性化参数们提出的渣油特性化参数K KH H值进行关联值进行关联:ww

29、残炭残炭10102 22.4512.451K KH H2 2-44.10K-44.10KH H+200+2004.Weihe4.Weihe提出提出“核一悬挂物核一悬挂物”（PendantCorePendantCore）模型：模型：重质油是由芳香核与一些非芳香性悬挂物构成，而其残炭重质油是由芳香核与一些非芳香性悬挂物构成，而其残炭值是两部分残炭值之和。根据试验结果，他归纳出康氏残值是两部分残炭值之和。根据试验结果，他归纳出康氏残炭值炭值(CCR)CCR)与重氢的质量分数基本符合下列关系式：与重氢的质量分数基本符合下列关系式：ww残炭残炭10102 2148.7-12.8(148.7-12.8(w

30、wH H10102 2)3.3重质油的残炭值第27页/共50页第28页/共50页3.4重质油的胶体结构第29页/共50页对于像重质油这样一个由一系列各种类型较大分对于像重质油这样一个由一系列各种类型较大分子组成的复杂混合物，到底是在分子层次上均匀分散子组成的复杂混合物，到底是在分子层次上均匀分散的真溶液体系，还是存在着以某种形式组成的超分子的真溶液体系，还是存在着以某种形式组成的超分子结构为分散相的、不均匀的胶体分散体系结构为分散相的、不均匀的胶体分散体系?重质油的胶体结构越来越引起人们的关注，重质油的胶体结构越来越引起人们的关注，并就此开展了大量的研究工作，有的学者还把这个领并就此开展了大量

31、的研究工作，有的学者还把这个领域称为石油胶体化学。域称为石油胶体化学。3.4重质油的胶体结构第30页/共50页1.1.19241924年，年，年，年，NellensteynNellensteyn最早提出必须把沥青和渣油看最早提出必须把沥青和渣油看最早提出必须把沥青和渣油看最早提出必须把沥青和渣油看做为胶体体系的概念。他观察到沥青溶液的做为胶体体系的概念。他观察到沥青溶液的做为胶体体系的概念。他观察到沥青溶液的做为胶体体系的概念。他观察到沥青溶液的TyndallTyndall效应，并发现沥青中有不能透过半透膜的物质。他认效应，并发现沥青中有不能透过半透膜的物质。他认效应，并发现沥青中有不能透过半

32、透膜的物质。他认效应，并发现沥青中有不能透过半透膜的物质。他认为沥青是受到很好保护的憎液溶胶。为沥青是受到很好保护的憎液溶胶。为沥青是受到很好保护的憎液溶胶。为沥青是受到很好保护的憎液溶胶。沥青胶体理沥青胶体理沥青胶体理沥青胶体理论的先躯者，其历史地位应充分肯定论的先躯者，其历史地位应充分肯定论的先躯者，其历史地位应充分肯定论的先躯者，其历史地位应充分肯定2.2.MackMack在在在在19321932年提出的沥青胶体模型中，认为其分散年提出的沥青胶体模型中，认为其分散年提出的沥青胶体模型中，认为其分散年提出的沥青胶体模型中，认为其分散相为沥青质，分散介质为胶质和油分的混合物相为沥青质，分散介

33、质为胶质和油分的混合物相为沥青质，分散介质为胶质和油分的混合物相为沥青质，分散介质为胶质和油分的混合物(亦称亦称亦称亦称可溶质或石油质可溶质或石油质可溶质或石油质可溶质或石油质)。3.3.19401940年，年，年，年，PfeifferPfeiffer等发展了等发展了等发展了等发展了MackMack的沥青胶体模型，的沥青胶体模型，的沥青胶体模型，的沥青胶体模型，提出了提出了提出了提出了PfeifferPfeiffer沥青胶体模型。沥青胶体模型。沥青胶体模型。沥青胶体模型。3.4重质油的胶体结构第31页/共50页沥青质处在胶束中心，其表面或内部吸附有可溶质；可溶质中分子量最大，沥青质处在胶束中心

34、，其表面或内部吸附有可溶质；可溶质中分子量最大，芳香性最强的分子质点最靠近胶束中心，其周围又吸附一些芳香性较低的组分。芳香性最强的分子质点最靠近胶束中心，其周围又吸附一些芳香性较低的组分。依次类推，逐渐且几乎连续地过渡到胶束间相。依次类推，逐渐且几乎连续地过渡到胶束间相。第32页/共50页T.F.YenT.F.Yen（晏德福）晏德福）晏德福）晏德福）沥青质胶束结构模型沥青质胶束结构模型沥青质胶束结构模型沥青质胶束结构模型1.1.自自自自5050年代末开始，用核磁共振波谱、红外光谱、年代末开始，用核磁共振波谱、红外光谱、年代末开始，用核磁共振波谱、红外光谱、年代末开始，用核磁共振波谱、红外光谱、

35、X X射射射射线衍射谱、电子显微镜等方法进行系统研究，于线衍射谱、电子显微镜等方法进行系统研究，于线衍射谱、电子显微镜等方法进行系统研究，于线衍射谱、电子显微镜等方法进行系统研究，于19671967年创造性地提出了一个能全面反映沥青质胶束结构的年创造性地提出了一个能全面反映沥青质胶束结构的年创造性地提出了一个能全面反映沥青质胶束结构的年创造性地提出了一个能全面反映沥青质胶束结构的模型，这个模型被此后许多研究证明是正确的，至今模型，这个模型被此后许多研究证明是正确的，至今模型，这个模型被此后许多研究证明是正确的，至今模型，这个模型被此后许多研究证明是正确的，至今仍被重质油研究工作者广泛引用仍被重

36、质油研究工作者广泛引用仍被重质油研究工作者广泛引用仍被重质油研究工作者广泛引用2.2.沥青质是形成胶束的基本单元，它具有强烈的自缔合沥青质是形成胶束的基本单元，它具有强烈的自缔合沥青质是形成胶束的基本单元，它具有强烈的自缔合沥青质是形成胶束的基本单元，它具有强烈的自缔合趋势，其分子中的多环芳香结构部分易于堆集为局部趋势，其分子中的多环芳香结构部分易于堆集为局部趋势，其分子中的多环芳香结构部分易于堆集为局部趋势，其分子中的多环芳香结构部分易于堆集为局部有序的结构。有序的结构。有序的结构。有序的结构。3.3.同时，还揭示了沥青质结构层次性，认为沥青质胶束同时，还揭示了沥青质结构层次性，认为沥青质胶

37、束同时，还揭示了沥青质结构层次性，认为沥青质胶束同时，还揭示了沥青质结构层次性，认为沥青质胶束还会进一步形成超胶束、簇状物及絮状物。还会进一步形成超胶束、簇状物及絮状物。还会进一步形成超胶束、簇状物及絮状物。还会进一步形成超胶束、簇状物及絮状物。3.4重质油的胶体结构第33页/共50页沥青质沥青质：分散：分散相或胶束相相或胶束相胶质胶质：胶溶剂：胶溶剂油分油分(饱和分和饱和分和芳香分芳香分)：分散：分散介质或胶束间介质或胶束间相相沥青质通过胶沥青质通过胶质与分散介质质与分散介质作用形成亲液作用形成亲液性沥青溶胶性沥青溶胶第34页/共50页5.5.在在在在PfeifferPfeiffer模模模模

38、型的基础上，型的基础上，型的基础上，型的基础上，SpeightSpeight以以以以目前广泛采目前广泛采目前广泛采目前广泛采用的用的用的用的SARASARA四组分来表四组分来表四组分来表四组分来表示重质油的示重质油的示重质油的示重质油的胶体结构胶体结构胶体结构胶体结构。第35页/共50页6.6.修尼亚耶夫等用修尼亚耶夫等用修尼亚耶夫等用修尼亚耶夫等用“复杂结构体复杂结构体复杂结构体复杂结构体”（相当于胶束）和（相当于胶束）和（相当于胶束）和（相当于胶束）和相间层（相当于分散介质）概念表征石油胶体体系。相间层（相当于分散介质）概念表征石油胶体体系。相间层（相当于分散介质）概念表征石油胶体体系。相

39、间层（相当于分散介质）概念表征石油胶体体系。此类复杂结构体包含由沥青质构成的超分子结构核此类复杂结构体包含由沥青质构成的超分子结构核此类复杂结构体包含由沥青质构成的超分子结构核此类复杂结构体包含由沥青质构成的超分子结构核心及其周围的吸附心及其周围的吸附心及其周围的吸附心及其周围的吸附溶剂化层，芳香度离核心递减溶剂化层，芳香度离核心递减溶剂化层，芳香度离核心递减溶剂化层，芳香度离核心递减7.7.李生华等用冷冻复形透射电子显微镜法考察了一系李生华等用冷冻复形透射电子显微镜法考察了一系李生华等用冷冻复形透射电子显微镜法考察了一系李生华等用冷冻复形透射电子显微镜法考察了一系列减压渣油的胶体结构，认为其

40、中的分散相是由沥列减压渣油的胶体结构，认为其中的分散相是由沥列减压渣油的胶体结构，认为其中的分散相是由沥列减压渣油的胶体结构，认为其中的分散相是由沥青质与重胶质所组成。青质与重胶质所组成。青质与重胶质所组成。青质与重胶质所组成。8.8.此外，对于石油胶体体系，近年来还提出了一些其此外，对于石油胶体体系，近年来还提出了一些其此外，对于石油胶体体系，近年来还提出了一些其此外，对于石油胶体体系，近年来还提出了一些其它模型，但其基本思路大同小异。它模型，但其基本思路大同小异。它模型，但其基本思路大同小异。它模型，但其基本思路大同小异。第36页/共50页第37页/共50页第38页/共50页第39页/共5

41、0页半个多世纪以来半个多世纪以来半个多世纪以来半个多世纪以来 大量研究工作使人们对重质油物理结构大量研究工作使人们对重质油物理结构大量研究工作使人们对重质油物理结构大量研究工作使人们对重质油物理结构基本取得如下共识基本取得如下共识基本取得如下共识基本取得如下共识:1.1.重质油体系是胶体系统，其中分散相由沥青质重质油体系是胶体系统，其中分散相由沥青质重质油体系是胶体系统，其中分散相由沥青质重质油体系是胶体系统，其中分散相由沥青质(胶束中心胶束中心胶束中心胶束中心)和其表面或内部吸附的部分可溶质构成，分散介质则由余和其表面或内部吸附的部分可溶质构成，分散介质则由余和其表面或内部吸附的部分可溶质构

42、成，分散介质则由余和其表面或内部吸附的部分可溶质构成，分散介质则由余下的可溶质构成，分散介质亦称胶束间相。下的可溶质构成，分散介质亦称胶束间相。下的可溶质构成，分散介质亦称胶束间相。下的可溶质构成，分散介质亦称胶束间相。2.2.实际系统中并不存在截然变化相界面，而是沿胶束核心向实际系统中并不存在截然变化相界面，而是沿胶束核心向实际系统中并不存在截然变化相界面，而是沿胶束核心向实际系统中并不存在截然变化相界面，而是沿胶束核心向外其芳香度和分子极性连续递减至最小外其芳香度和分子极性连续递减至最小外其芳香度和分子极性连续递减至最小外其芳香度和分子极性连续递减至最小(分散介质的本体分散介质的本体分散介

43、质的本体分散介质的本体)，呈现，呈现，呈现，呈现“梯度梯度梯度梯度”变化特征。变化特征。变化特征。变化特征。3.3.胶体体系稳定性取决于其各组分在各相之间处于动态平衡胶体体系稳定性取决于其各组分在各相之间处于动态平衡胶体体系稳定性取决于其各组分在各相之间处于动态平衡胶体体系稳定性取决于其各组分在各相之间处于动态平衡状态，各组分在数量、性质和组成上必须相容匹配，也就状态，各组分在数量、性质和组成上必须相容匹配，也就状态，各组分在数量、性质和组成上必须相容匹配，也就状态，各组分在数量、性质和组成上必须相容匹配，也就是说沥青质的含量需适当，可溶质的芳香度不能太低，并是说沥青质的含量需适当，可溶质的芳

44、香度不能太低，并是说沥青质的含量需适当，可溶质的芳香度不能太低，并是说沥青质的含量需适当，可溶质的芳香度不能太低，并必须有相当量的、组成结构与沥青质相似的胶质作为胶溶必须有相当量的、组成结构与沥青质相似的胶质作为胶溶必须有相当量的、组成结构与沥青质相似的胶质作为胶溶必须有相当量的、组成结构与沥青质相似的胶质作为胶溶组分。组分。组分。组分。第40页/共50页4.4.当重质油胶体体系中的沥青质含量较低而又有充足的胶质当重质油胶体体系中的沥青质含量较低而又有充足的胶质当重质油胶体体系中的沥青质含量较低而又有充足的胶质当重质油胶体体系中的沥青质含量较低而又有充足的胶质时，一般为溶胶状态；而当沥青质含量

45、较高而胶质含量不时，一般为溶胶状态；而当沥青质含量较高而胶质含量不时，一般为溶胶状态；而当沥青质含量较高而胶质含量不时，一般为溶胶状态；而当沥青质含量较高而胶质含量不足时，则往往处于凝胶状态；此外，还有介乎两者之间的足时，则往往处于凝胶状态；此外，还有介乎两者之间的足时，则往往处于凝胶状态；此外，还有介乎两者之间的足时，则往往处于凝胶状态；此外，还有介乎两者之间的溶胶溶胶溶胶溶胶凝胶状态。凝胶状态。凝胶状态。凝胶状态。5.5.任何引起胶束与胶束间相之间的平衡发生移动的因素任何引起胶束与胶束间相之间的平衡发生移动的因素任何引起胶束与胶束间相之间的平衡发生移动的因素任何引起胶束与胶束间相之间的平衡

46、发生移动的因素(如加如加如加如加热和溶剂稀释等热和溶剂稀释等热和溶剂稀释等热和溶剂稀释等)都有可能破坏石油胶体体系的稳定性甚至都有可能破坏石油胶体体系的稳定性甚至都有可能破坏石油胶体体系的稳定性甚至都有可能破坏石油胶体体系的稳定性甚至导致沥青质的聚沉。导致沥青质的聚沉。导致沥青质的聚沉。导致沥青质的聚沉。第41页/共50页3.5重质油化学研究的历史与现状第42页/共50页1、重质油化学研究的历史沿革近代石油工业的历史还不到近代石油工业的历史还不到150150年；年；对于石油的化学本质的研究，至今约进行了对于石油的化学本质的研究，至今约进行了100100年；年；对石油的研究是从轻质馏分开始的；对

47、石油的研究是从轻质馏分开始的；最早进行这方面系统研究的当推自最早进行这方面系统研究的当推自19271927年起历时年起历时2020余余年的美国石油学会年的美国石油学会APl6APl6号研究计划；号研究计划；此项由此项由HillHill和和RossiniRossini先后主持的研究工作将人类对于石先后主持的研究工作将人类对于石油的认识推进了一大步，虽然他们当时耗时良久油的认识推进了一大步，虽然他们当时耗时良久，所得到的结果现在已可以借助气相色谱法迅速，所得到的结果现在已可以借助气相色谱法迅速取得，但其历史功绩不可磨灭。取得，但其历史功绩不可磨灭。3.5重质油化学研究的历史与现状第43页/共50页

48、在本世纪三四十年代，荷兰在本世纪三四十年代，荷兰LeendertseLeendertse、WatermanWaterman、VanNesVanNes及及VanWestonVanWeston等等创造性创造性地提地提出了用出了用结构参数结构参数来表征石油馏分来表征石油馏分平均分子结构平均分子结构的思的思路，并用严格的实验方法求得了它们与石油馏分的路，并用严格的实验方法求得了它们与石油馏分的折射率、密度及相对分子质量折射率、密度及相对分子质量的内在联系，此类称的内在联系，此类称为为ndMndM法的表征石油中间馏分的结构族组成方法的表征石油中间馏分的结构族组成方法一直沿用至今。法一直沿用至今。这种平均

49、分子结构的概念后来也这种平均分子结构的概念后来也在重质油研究中广泛采用。在重质油研究中广泛采用。1、重质油化学研究的历史沿革3.5重质油化学研究的历史与现状第44页/共50页7070年代初期，年代初期，API60API60号研究计划对号研究计划对5 5种原油的种原油的370370535535重质馏分联合采用离子交换色谱、质谱、重质馏分联合采用离子交换色谱、质谱、红外光谱及核磁共振波谱等技术进行了分离和分析，红外光谱及核磁共振波谱等技术进行了分离和分析，后又进一步研究了更重的后又进一步研究了更重的535535675675馏分。馏分。7070年代末期，年代末期，MckayMckay等人采用与研究重

50、质馏分等人采用与研究重质馏分相似的方法，较早地对原油的相似的方法，较早地对原油的675675渣油进行了系渣油进行了系统的研究，取得了新的进展。统的研究，取得了新的进展。1、重质油化学研究的历史沿革3.5重质油化学研究的历史与现状第45页/共50页（1）重油国际会议到目前为止，已经召开过多次国际重油及油到目前为止，已经召开过多次国际重油及油砂会议：砂会议：19791979年加拿大，年加拿大，19821982年委内瑞拉，年委内瑞拉，19851985年美国，年美国，19921992年抚顺，年抚顺，19981998年北京。有几十个国年北京。有几十个国家参加。家参加。20062006年年1111月月12