瀝青質中官能團結構和氫鍵的紅外光譜表征

肖勝玉，李茂林，孫昱東

(中國石油大學(華東)化學工程學院，山東 青島 266580)

近年來，全球原油儲量不斷下降，重質化趨勢不斷加劇，因而渣油加工和利用逐漸成為人們關注的課題。瀝青質是渣油中最復雜的組分，具有高芳香性、高雜原子含量等特點，因此探究瀝青質分子間的相互作用及其理化性質，對于指導渣油的加工具有重要意義[1]。此外，我國中低溫煤焦油產量達6 Mt/a，利用煤焦油加氫生產汽油、柴油有助于緩解我國石油資源緊缺的局面。然而，煤焦油瀝青質雜原子與金屬的含量更高，分子結構更復雜，因此在催化加氫轉化過程中更難輕質化，因而需深入理解煤焦油重組分的組成與分子結構特征。毛學峰等[2]對中低溫煤焦油中的瀝青質進行了紅外光譜表征，發現煤焦油中瀝青質的芳香環上有較多的取代基，但無長鏈烷烴結構，而其中的氧原子多以Ar—OH形式存在。鐘金龍等[3]對渣油加氫過程的結焦物進行了紅外光譜表征，發現該結焦物中脂肪烴含量較低，而芳烴含量較豐富。孫智慧等[4-5]采用傅里葉變換紅外光譜表征了瀝青質和膠質的結構，討論分析了瀝青質與膠質中的氫鍵類型。

瀝青質中富集了原油中的大多數雜原子，會導致催化劑中毒，嚴重影響煉油設備的正常運行。目前，對煤焦油瀝青質和渣油瀝青質的碳骨架結構已有不少研究[6]，但尚無針對渣油瀝青質與煤焦油瀝青質官能團和氫鍵的系統性分析。為進一步探究渣油、煤焦油中瀝青質分子間的相互作用及官能團類型，本研究采用傅里葉變換紅外光譜表征瀝青質分子的官能團類型，并分析瀝青質分子間的氫鍵作用類型，為合理開發利用渣油和煤焦油重組分資源提供一定的科學依據。……