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沥青质分子聚集行为研究进展

化工进展 2019年第5期38卷 2158-2163页

作者：张文龙军任强蔡新恒中国石化石油化工科学研究院北京100083

沥青质的聚集与其相行为、流动性、结焦、沉积等密切相关,是影响重油加工的关键。沥青质分子结构的高芳香性、高杂原子含量等特点,使其存在多个易发生分子间相互作用的活性位点,是沥青质发生聚集的主要原因。描述沥青质聚集行为的模型... 详细信息

沥青质的聚集与其相行为、流动性、结焦、沉积等密切相关,是影响重油加工的关键。沥青质分子结构的高芳香性、高杂原子含量等特点,使其存在多个易发生分子间相互作用的活性位点,是沥青质发生聚集的主要原因。描述沥青质聚集行为的模型主要有Yen-Mullins模型、超分子组装模型、类线性聚合模型以及溶解度模型等,本文对这些模型进行了详细的介绍,分析了各种模型的特点。文中指出Yen-Mullins模型通过沥青质分子、纳米聚集体、团簇描述了沥青质聚集过程;超分子组装模型基于超分子化学,认为沥青质聚集是多种相互作用累积形成的超分子结构;类线性聚合模型和溶解度模型都是对沥青质聚集行为进行简化,主要用来预测沥青质的分子量和溶解行为。沥青质的分子结构是产生各种相互作用及聚集行为的基础,而现有的分离和表征主要是基于沥青质团聚体,因此高效分离和精确表征得到沥青质单分子结构是研究沥青质分子间相互作用及聚集机理的关键。

关键词：沥青质分子间相互作用聚集模型

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沥青质分子聚集体的解离对策

石油学报（石油加工） 2020年第5期36卷 889-898页

作者：蔡新恒龙军任强董明侯焕娣王威中国石化石油化工科学研究院北京100083

针对沥青质分子大芳环体系和多杂原子结构特征引起的π-π相互作用及氢键作用,运用量子力学、分子动力学等方法,研究沥青质分子聚集体的解离对策。对于π-π相互作用,从降低沥青质分子间π电子云重叠和减少沥青质分子的π电子数目两个... 详细信息

针对沥青质分子大芳环体系和多杂原子结构特征引起的π-π相互作用及氢键作用,运用量子力学、分子动力学等方法,研究沥青质分子聚集体的解离对策。对于π-π相互作用,从降低沥青质分子间π电子云重叠和减少沥青质分子的π电子数目两个方向研究解离措施;对于氢键作用,从降低沥青质分子间S—H、N—H、O—H间轨道叠加电子转移效应和减少沥青质分子的S、N、O数目两个方向研究解离措施。结果表明:引入π电子云分散剂可有效降低沥青质分子间π电子云重叠程度,对沥青质分子的稠合芳环进行局部加氢饱和可以减少其π电子数目,两条途径的分子模拟结果均能实现沥青质分子聚集体的解离;削弱沥青质分子间π-π相互作用对减弱氢键作用具有明显的促进作用;针对π-π相互作用的解离思路和措施也适应于金属卟啉分子与沥青质分子形成的聚集体,镍卟啉分子与沥青质分子形成的聚集体的解离难度比钒卟啉的大;提高温度加剧分子热运动及脱除杂原子可削弱或消除氢键作用,但在沥青质分子的其他芳环体系未改变的前提下,消除氢键作用不能实现对沥青质分子聚集体的完全解离。

关键词：沥青质分子聚集体解聚 π-π作用氢键作用

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石油中金属卟啉分离和分析方法的研究进展

石油炼制与化工 2024年第6期55卷 172-178页

作者：王轲龙军蔡新恒王威中石化石油化工科学研究院有限公司北京100083

石油中金属元素会对石油加工造成不利影响,有些金属元素可以通过电脱盐等方式除去,而金属卟啉化合物则很难脱去。金属卟啉化合物结构复杂,一般都富集在胶质和沥青质中,随着分析技术的发展,逐渐对金属卟啉化合物有了全面的认识。系统总... 详细信息

石油中金属元素会对石油加工造成不利影响,有些金属元素可以通过电脱盐等方式除去,而金属卟啉化合物则很难脱去。金属卟啉化合物结构复杂,一般都富集在胶质和沥青质中,随着分析技术的发展,逐渐对金属卟啉化合物有了全面的认识。系统总结了金属卟啉化合物分析方法的研究进展,概述了各种分离和表征方法的特点,并对金属卟啉分子结构的新分析方法研究方向进行展望。

关键词：石油金属卟啉质谱分子模拟

全二维气相色谱-飞行时间质谱鉴定柴油馏分中烯烃化合物

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石油学报（石油加工） 2014年第5期30卷 851-860页

作者：牛鲁娜刘泽龙周建蔡新恒田松柏中国石化石油化工科学研究院北京100083

采用Ag-SiO2固相萃取法分离出二次加工柴油馏分中的烯烃,再采用全二维气相色谱-飞行时间质谱(GC×GC-TOF MS)对烯烃组分进行详细表征。通过谱库检索、标准化合物保留时间、沸点与结构关系及全二维谱图特点对各类烯烃化合物进行鉴别,采... 详细信息

采用Ag-SiO2固相萃取法分离出二次加工柴油馏分中的烯烃,再采用全二维气相色谱-飞行时间质谱(GC×GC-TOF MS)对烯烃组分进行详细表征。通过谱库检索、标准化合物保留时间、沸点与结构关系及全二维谱图特点对各类烯烃化合物进行鉴别,采用归一化法计算各种烯烃化合物的相对含量,并对比了焦化柴油馏分和催化裂化柴油馏分中烯烃类型及碳数分布。在焦化柴油馏分中共鉴定出1168个烯烃化合物,催化裂化柴油馏分中共鉴定出515个烯烃化合物。采用固相萃取法与全二维气相色谱-飞行时间质谱法相结合的技术分析柴油馏分中烯烃的组成,能有效降低柴油馏分中其他组分对烯烃定性定量的干扰,而且全二维谱图可以简单、清晰展现烯烃样品中各种烯烃化合物的分布,能直接分析目标单体化合物,快速准确得到类型和碳数分布信息。

关键词：烯烃柴油固相萃取(SPE) 全二维气相色谱(GC×GC) 飞行时间质谱(TOF MS)

蜡油加氢裂化工艺中金刚烷指纹化合物的分析及应用

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石油学报（石油加工） 2015年第4期31卷 953-958页

作者：陈菲刘颖荣蔡新恒田松柏赵阳中国石化石油化工科学研究院北京100083

选择单金刚烷及双金刚烷化合物作为烃指纹化合物,采用气相色谱/质谱（GC/MS）对其进行定性及定量分析,考察了不同加氢裂化条件下,金刚烷化合物的含量及其分布特点。结果表明,减压蜡油（VGO）经加氢裂化后,165~350℃中间馏分产品中存在... 详细信息

选择单金刚烷及双金刚烷化合物作为烃指纹化合物,采用气相色谱/质谱（GC/MS）对其进行定性及定量分析,考察了不同加氢裂化条件下,金刚烷化合物的含量及其分布特点。结果表明,减压蜡油（VGO）经加氢裂化后,165~350℃中间馏分产品中存在丰富的金刚烷化合物;随着转化率的增加,双金刚类烷化合物含量均不断增加,而部分单金刚烷类化合物在高转化率条件下含量减少。在加氢裂化过程中,金刚烷化合物含量变化与烃类组成的变化密切相关,并且金刚烷化合物指纹参数与加氢裂化反应转化率呈现良好的线性关系,可监测加氢裂化反应深度及烃类变化。

关键词：金刚烷 GC/MS 加氢裂化转化率烃指纹化合物

不同来源催化裂化柴油馏分中烯烃的组成与分布特点

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石油学报（石油加工） 2015年第5期31卷 1097-1102页

作者：牛鲁娜刘泽龙周建蔡新恒田松柏中国石化石油化工科学研究院北京100083

采用Ag-SiO2固相萃取法结合全二维气相色谱-飞行时间质谱(GC×GC-TOF MS)分析了大庆、胜利、辽河、塔河4种催化裂化柴油馏分中烯烃的组成特点。结果表明,胜利、辽河和塔河催化裂化柴油中的烯烃均由单烯烃、环烯烃、双烯烃、三烯或环二... 详细信息

采用Ag-SiO2固相萃取法结合全二维气相色谱-飞行时间质谱(GC×GC-TOF MS)分析了大庆、胜利、辽河、塔河4种催化裂化柴油馏分中烯烃的组成特点。结果表明,胜利、辽河和塔河催化裂化柴油中的烯烃均由单烯烃、环烯烃、双烯烃、三烯或环二烯组成,各类型烯烃的碳数分布均呈单峰分布特点;大庆催化裂化柴油烯烃含量较低,仅检测出单烯烃和环烯烃系列。4种柴油烯烃均以单烯烃含量为最高,可占总脂肪烯的50%以上,但是正构α烯烃含量却都低于5%,说明催化裂化柴油中主要以内烯烃和异构烯烃为主。烯烃的类型和分布与加工过程的反应机理直接相关,通过分子组成分析,能为油品加工工艺机理的研究提供方法支持。

关键词：催化裂化柴油烯烃全二维气相色谱飞行时间质谱分子组成

FCC油浆精制前后焦化蜡油产物的组成和结构分析

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石油学报（石油加工） 2014年第2期30卷 245-255页

作者：蔡新恒刘颖荣刘泽龙范启明田松柏中国石化石油化工科学研究院北京100083

运用GC-FID/MS和NMR从分子水平表征FCC油浆加氢精制前后焦化蜡油产物的详细组成和结构。对其中121种芳烃单体化合物进行分子识别,基本实现该焦化蜡油中多环芳烃、氢化多环芳烃、噻吩和咔唑以及这些化合物的烷基取代物的定量,并考察了油... 详细信息

运用GC-FID/MS和NMR从分子水平表征FCC油浆加氢精制前后焦化蜡油产物的详细组成和结构。对其中121种芳烃单体化合物进行分子识别,基本实现该焦化蜡油中多环芳烃、氢化多环芳烃、噻吩和咔唑以及这些化合物的烷基取代物的定量,并考察了油浆精制前后焦化蜡油的结构及其变化。结果表明,尽管FCC油浆加氢精制前后焦化蜡油产物的烃族组成相近,但化合物组成和结构有较大变化。FCC油浆精制后再焦化,蜡油产物中无取代母核多环芳烃加氢转化及缩合减少,烷基桥链的多芳核结构裂化减少,硫、氮杂原子芳香化合物被较多地脱除,C_1和C_2取代芳烃、单环芳烃以及环烷芳烃含量增加,说明加氢精制对FCC油浆延迟焦化过程有利,其焦化蜡油产物的组成和结构得到改善。

关键词： FCC油浆焦化蜡油组成结构质谱核磁共振

Michael加成衍生化结合气相色谱-质谱法测定汽油馏分中的硫醇化合物

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石油学报（石油加工） 2021年第1期37卷 44-54页

作者：张文青王乃鑫王威刘泽龙蔡新恒中国石化石油化工科学研究院北京100083

建立了基于Michael加成反应结合气相色谱-质谱测定汽油中硫醇化合物的方法。以苯基乙烯基砜(PVS)为衍生化试剂,4-二甲氨基吡啶(DMAP)为催化剂,甲醇为溶剂,反应迅速且各硫醇单体转化率均在99%以上。采用气相色谱-质谱(GC-MS)测定汽油中... 详细信息

建立了基于Michael加成反应结合气相色谱-质谱测定汽油中硫醇化合物的方法。以苯基乙烯基砜(PVS)为衍生化试剂,4-二甲氨基吡啶(DMAP)为催化剂,甲醇为溶剂,反应迅速且各硫醇单体转化率均在99%以上。采用气相色谱-质谱(GC-MS)测定汽油中硫醇化合物单体,并对C1~C8烷基硫醇进行定量分析,同时对焦化汽油、催化裂化汽油中的烷基硫醇化合物进行定量分析。结果表明:该测定方法对于13种烷基硫醇的定量标准方程在其质量浓度为1~200 mg/L范围内呈现良好的线性关系,相关系数在0.9985~0.9997之间,加标回收率处在74.1%~124.6%,相对标准偏差(RSD)均小于5%。汽油中硫醇化合物集中分布在C2~C3的低碳数硫醇中,占总硫醇化合物的60%以上。焦化汽油中硫醇化合物含量较高,含较多的正构硫醇;而催化裂化汽油硫醇化合物含量相对较低,同碳数异构硫醇的相对含量多大于正构硫醇含量。

关键词： Michael加成硫醇汽油气相色谱-质谱(GC-MS)

重油硫化物分子组成表征技术及其在脱硫工艺中的应用

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石油学报（石油加工） 2024年第6期40卷 1726-1735页

作者：夏润天蔡新恒章群丹韩伟王威中石化石油化工科学研究院有限公司北京100083

硫化物是原油中含量最丰富的杂原子化合物。在环境排放标准日益严格和原油资源重质化、劣质化的背景下,高硫原油加工问题受到了广泛关注,石化行业对低硫石油产品、低硫船用燃料油、低硫石油焦等产品的需求也更加迫切。汽油、柴油等轻质... 详细信息

硫化物是原油中含量最丰富的杂原子化合物。在环境排放标准日益严格和原油资源重质化、劣质化的背景下,高硫原油加工问题受到了广泛关注,石化行业对低硫石油产品、低硫船用燃料油、低硫石油焦等产品的需求也更加迫切。汽油、柴油等轻质馏分中硫化物的化学组成已有较为清晰的认识,但重油、尤其是减压渣油中硫化物的分子组成与结构仍待深入研究。重点阐述基于高分辨质谱技术的重油硫化物分子组成表征技术及应用方面的研究进展,包括重油硫化物的分子组成与结构表征方法、硫化物分子组成的定量分析、重油脱硫过程中硫化物分子组成与转化。深入了解重油硫化物的分子结构与组成,可以为重油脱硫工艺及催化剂的改进提供重要的数据支撑和理论根据。

关键词：重油硫化物噻吩硫醚加氢脱硫氧化脱硫