本文關鍵詞：油砂熱解過程中瀝青質的結構變化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：由于世界石油需求日益增長。油砂作為非常規(guī)油氣資源，可替代傳統(tǒng)化石燃料，因其儲量豐富，得到了世界各地的廣泛關注。目前國內(nèi)外油砂瀝青質分離方法主要有三種：熱堿水分離法、溶劑萃取法和熱解干餾法。通常，熱堿水分離法和溶劑萃取法可以不破壞瀝青質結構對不同性質的油砂進行瀝青質分離。無論是石油化工還是動力資源，都要經(jīng)過熱解過程。所以，研究油砂瀝青質熱解過程中物理化學結構的變化特征是油砂大量開發(fā)和高效清潔利用的重要基礎。本文以核磁共振技術為主要研究手段，對6種油砂樣品的化學結構特征以及熱解過程中化學結構變化情況進行了詳細的研究。 通過固體13C核磁共振技術對油砂瀝青質的核磁譜圖分析，獲得了表征油砂瀝青質結構特征的12個碳結構骨架參數(shù)。根據(jù)研究分析結果，油砂瀝青質中的脂碳含量達60%左右，表明其化學結構主要以脂碳結構為主。在脂碳中，亞甲基含量最多，主要出現(xiàn)在脂肪鏈中；芳香碳含量小于40%，其中質子化芳香碳含量多于非質子化芳香碳。在非質子化芳香碳中芳香橋碳含量最多，可推斷芳香碳呈多環(huán)模式；羰基碳在油砂瀝青質結構中所占比例極小。雖然基于獲得的油砂瀝青質的元素組成，可以將油砂瀝青質歸類到Ⅰ型干酪根，，但是兩者在成烴潛量和結構特征都存在較大差異。由此判斷油砂瀝青質并非由干酪根的降解產(chǎn)物。 采用索氏抽提對油砂瀝青進行抽提，獲得全部瀝青質。元素分析顯示瀝青質中主要元素成分為C元素和H元素。對抽提獲得的油砂瀝青質進行液體核磁實驗分析，6種油砂瀝青質脂肪族含量大于70%，以一種長直鏈結構模型為主，其平均鏈長大于8個碳原子。 通過分析油砂熱解產(chǎn)氣的TG-FTIR譜圖，發(fā)現(xiàn)油氣的析出過程中主要是亞甲基和次甲基的C-H伸縮振動以及甲基的C-H面內(nèi)彎曲振動。采用13C NMR技術獲得了不同終溫下的瀝青質碳結構骨架參數(shù)，由此揭示出油砂熱解過程中化學結構的變化規(guī)律。芳香族碳隨熱解溫度增加而略有增加，脂肪族碳中亞甲基碳數(shù)量大幅度減小，是產(chǎn)油的主要貢獻者，但甲基碳數(shù)量變化不明顯。油潛力 碳的比例ST4油砂由0.56下降到0.27，SD油砂有0.63下降到0.43。兩種實驗結果相互印證且吻合良好。
【關鍵詞】：油砂 13C NMR 化學結構 熱解
【學位授予單位】：東北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TE621
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 目錄10-12
• 第1章 緒論12-23
• 1.1 油砂簡介12-14
• 1.2 油砂資源現(xiàn)狀14-15
• 1.2.1 國外資源分布14-15
• 1.2.2 國內(nèi)資源分布15
• 1.3 油砂的開采15-17
• 1.3.1 露天開采16
• 1.3.2 就地開采16
• 1.3.3 巷道開采16-17
• 1.4 油砂瀝青質的分離與利用17-20
• 1.4.1 油砂瀝青質的分離方法17-19
• 1.4.2 油砂瀝青質的加工與利用19-20
• 1.5 油砂熱解的研究現(xiàn)狀20-21
• 1.6 本文研究的主要意義與方案21-23
• 第2章 油砂固體~(13)C NMR 實驗研究23-36
• 2.1 核磁共振技術簡介23-24
• 2.2 試驗樣品24-25
• 2.3 鋁甄實驗25-26
• 2.4 工業(yè)分析26-27
• 2.5 油砂~(13)C NMR 實驗27-34
• 2.5.1 碳原子結構參數(shù)29-31
• 2.5.2 油砂固體~(13)C NMR 譜圖的定性分析31-33
• 2.5.3 油砂演化途徑分析33-34
• 2.6 本章小結34-36
• 第3章 油砂瀝青質化學結構分析36-45
• 3.1 瀝青質抽提36-39
• 3.1.1 瀝青質抽提實驗方法36-38
• 3.1.2 瀝青質抽提結果分析38-39
• 3.2 元素分析39-40
• 3.3 瀝青質~(13)C NMR 實驗40-44
• 3.4 本章小結44-45
• 第4章 熱解過程中瀝青質的結構變化45-56
• 4.1 樣品的制備45-46
• 4.2 TG-FTIR 實驗46-50
• 4.3 不同終溫瀝青質~(13)C NMR 實驗50-54
• 4.4 本章小結54-56
• 結論56-58
• 參考文獻58-62
• 攻讀學位期間取得的研究成果及發(fā)表的學術論文62-63
• 致謝63

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：油砂熱解過程中瀝青質的結構變化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：273306