稠油火驱生成石油焦的化学结构表征

作者：潘竟军; 廖广志; 王正茂; 王旭生; 卢晓锋; 王立成; 郭勇^*

来源：油田化学, 2021, 38(03): 470-481.

DOI：10.19346/j.cnki.1000-4092.2021.03.016

• 稠油
• 火驱热采
• 石油焦
• 结构表征

开展石油焦的化学结构表征对稠油火驱燃料生成机理研究具有重要意义。以新疆环烷基稠油为原料,在气体组成为5%O2、79%N2、16%CO2,气体流速为50～100 mL/min,温度500℃的条件下反应40 min制备石油焦,用多种检测方法对石油焦经溶剂萃取洗涤后的固体颗粒进行结构表征。结果表明,石油焦的制焦率为23.4%,在氧含量为21%的条件下于440～600℃的燃烧量为87.98%,燃烧放热量为8662 J/g,着火温度为490℃。经红外光谱、X射线光电子能谱、拉曼光谱、固体核磁等技术表征分析,石油焦结构是以芳香共轭多环为核心体,外围有环烷环和含氮氧杂环环绕,并连接少量的烷烃支链、醚链与酯烃支链的类石墨分子片层结构,碳骨架上的氧是以酮羰基及脂肪烃芳香醚的非活性氧形式存在。分子片层结构单元间通过范德华力、电荷转移、π-π相互作用、氢键、偶极等分子间相互作用结合为5层堆叠缔合体,并叠加形成似晶碳颗粒。图9表1参12

• 单位
  中国科学院兰州化学物理研究所