一、填 空
1、 石油的非烃包括含硫化合物、含氧化合物、含氮化合物、胶状沥青状物质。氢碳原子比一般包含的结构信息是化合物的芳香化程度和表示芳香环的缩合程度。我国原油的特点密度大，含蜡高，轻馏分含量少，硫含量低。 2、 车用汽油的抗爆性可用辛烷值表示。在分子量相近时，各族烃类抗爆性大致顺序为芳香烃＞异构烷烃＞正构烯烃及环烷烃＞正构烷烃。因此直馏汽油的抗爆性一般比催化裂化汽油差。评定柴油燃烧性能的指标是十六烷值。相同碳数的不同烃类中以正构烷烃十六烷值最高。
3、 从石油中分离出来的固体烃类，在工业上称之为石油蜡。按其结晶形状的不同又分为两种：呈片状结晶的称为石蜡，呈针状或粒状结晶称为地蜡。从化学组成看，石蜡的主要成分是正构烷烃，地蜡的组成较复杂，但以带正构或异构烷基侧链的环状烃，尤其是环烷烃为主体。 4、 一般认为石油沥青质结构为介晶结构，由三个层次构成，即单元薄片、似晶微粒、胶束。影响石油渣油胶溶体系稳定性的主要因素有胶质含量、分散介质芳香度、分散介质粘度。
5、 特性因素K=1.2166
.156.153
gps论文0d T K ，烷烃K 值最大，芳烃K 值最小。因而K 值大致可表征石油馏分化学组成的特性，并可对原油进行分类。K ＞12.1为石蜡基原油，K 为11.5-12.1属于中间基原油，K 为10.5-11.5为环烷基原油。按特性因数分类，我国大庆原油属石蜡基，胜利原油属中间基。
6、 对于内燃润滑油而言，其理想组分是少环长侧链的烃类和少分支的异构烷烃的烃类，而正构烷烃、多环短侧链环烷烃类、稠环芳烃及非烃等都属于非理想组分应设法除去。rtu
7、 同种油料的三种蒸馏曲线（实沸点蒸馏曲线，恩氏蒸馏曲线和平衡汽化曲线），就斜率而言，平衡汽化曲线最缓，实沸点蒸馏曲线斜率最大，这说明实沸点蒸馏分离精确度最高，平衡汽化分离效果最差。
二. 石油是由哪些类型的化合物组成？我国原油及其减压渣油的化学组成有何特点？（10分）（第一章）
答：石油是由各种烃类和非烃类组成的复杂混合物。烃类化合物主要包括烷烃，环烷烃，芳香烃。非烃类主要包括：各种含硫、含氧、含氮化合物形态以及兼含有硫、氮、氧的胶状、沥青状物质。
我国原油及减压渣油的特点：（1）常压馏出的轻质油收率较低，减压馏分及减压渣油收率较高；（2）原油中烷烃包括正构烷烃的含量较多，蜡含量、凝点、H/C较高；（3）含硫量较低，含氮量较
高；（4）镍含量一般，钒含量极低，Ni/V比大多大于1；（5）减压渣油中的胶质含量很高，庚烷沥青质的含量很低。
三．何谓结构族组成？测定油品结构族组成的n-d-M法的依据是什么？（10分）答：对于石油中较重的馏分及渣油，由于其分子量大，分子数目繁多，结构复杂，往往在一个分子中同时含有芳香环，环烷环和烷基侧链，无法用族组成法来表示，因此提出了一种结构族组成的方法，即用烷基、环烷基及芳香基等结构单元的量来表述分子的组成，而不考虑在分子中这些结构单元的结合方式。
n –d –M法的依据是：烃类的密度、折射率与其结构有关。在各族烃类中，芳香烃的密度和折射率最大，随着芳香环环数的增加，密度和折射率也增加。而烷烃的折射率和密度最小，环烷烃的介于两者之间。可见烃类的结构是和密度和折射率相关的。
四．简述渣油SRAR分析法的原理和分析方法。如将各组分重新混合，其性质与原渣油是否相同，为什么？并简述各组分在热转化过程中的一般反应特性（15分）答：渣油四组分分离的原理：（1）沥青质的分离：利用沥青质、胶质、芳香分和饱和分在溶剂正庚烷或是正戊烷的溶解度参数不同而进行分离。沥青质在一定的溶剂比下不溶于所用的溶剂，而其它3个组分可以溶解在溶剂中。如将渣油和溶剂按一定比例混合，并静置一段时间，沥青质将沉降出来，可溶质留在溶液中，将沉降的沥青质用热回流法洗净可溶质，就可以得到沥青质并计算其含量，可溶质除去溶剂后再进行饱和分，芳香分和
胶质的分析。（2）饱和分、芳香分和胶质的分离是根据固体吸附剂对流动溶液中不同溶质的吸附能力不同而进行分离的方法。在分离过程中，采用含水量为1%的氧化铝置于谱柱中，将上述含有可溶质溶液加入谱柱顶端，然后分别用石油醚，苯，以及体积比为1：1的苯-乙醇溶冲洗可得到含有饱和分、芳香分和
ncs胶质的溶液，回收溶剂后就分别得到饱和分，芳香分和胶质组分，称量后可计算它们的含量。分离过程如图：
如果将各组分重新混合，其性质可能与原渣油不同，原因在于渣油是一个分散体系，它的分散相是以沥青质为核心，以附于它的胶质为溶剂化层而构成的胶束，分散介质主要是由油分和部分胶质组成。将渣油分离成组分后这种分散体系就被破坏了，重新组合后很难恢复原状。
各组分在热转化反应过程中的一般反应特性：（1）饱和分的裂解性能较好，大部分饱和分进行C-C断裂裂解，还有部分转化为芳烃；（2）芳香分总体上裂解性能居中，主要发生断侧链及缩合成更大的芳香体系；（3）胶质裂解性能较差，趋向于生焦，并且随着反应苛刻度的提高，向挥发物和焦炭两个极端发展；（4）沥青质在热反应过程中，也能进行裂化反应，主要是发生侧链断裂及解聚反应，但主要是生成缩合度更高的焦炭，沥青质裂解主要生成一些气体物质。
五．根据下列二表说明重油各组分热转化的一般特征及渣油在转化前后组成结构的变化趋势。（10分）
表1 重油各组分热转化反应产物分布
Oils Satuates Olefins Aromatics Resins
21 3 3 0
5 2 49 16
4 1 21 24
8
表2 欢喜岭减渣热转化（430 ℃，1.5 hr）
裂化转化率% H/C fA fP Hau/Ca RA 平均链长L 原料渣油0 1.56 0.27 0.61 0.67 3.4 8.9
反应后渣油50.9 1.20 0.47 0.36 0.47 5.6 4.6
答：从表1中可以看出，经过热转化后，饱和分有79%转化，大部分发生了C-C断裂的反应，其中73%生成了油分，还有少量的转化为烯烃和芳烃，没有胶质、沥青质和交谈的生成；芳香分有51%转化成其它组分，其中有30%的发生裂解，20%缩合，总体上裂解性能居中，主要是断侧链及缩合为更大的
芳烃；胶质有76%转化，其中29%裂解为油分，47%形成芳香分，沥青质和焦炭，裂解性能较差，趋向于生焦；沥青质在热反应过程中也能进行裂解反应，主要是发生侧链断裂和解聚反应，但主要是生成缩合度更高的焦炭，沥青质裂解主要生成一些气体产物。从表2中可以看出，欢喜岭减渣经过热转化后，其H/C比明显下降，芳香碳率增加，链烷基碳率和平均链长显著降低，Hau/Ca 值下降，芳环数增加，从而也可以说明经过热转化后，渣油中的饱和分和部分芳烃反应生成了油分或气体，同时胶质和沥青质也缩合成缩合度更高、分子量更大的胶质和沥青质甚至焦炭，从而使渣油的性质明显变差。
六．评述与重质油有关的分离方法（15分）
加强人才队伍建设措施答：1、蒸馏（1）实沸点蒸馏：是按沸点大小将重质油切割成窄馏分，由于带一个相当于14-18块理论板的填充精馏柱，所以分离效率较高，缺点是不能分离沸点高于530 ℃的馏分。（2）分子蒸馏：由于采用液相表面分子蒸发原理，蒸馏时的温度并没有达到所分离物质在此压力下的沸点，因此可以讲相当于700 ℃以下的高沸点馏分蒸出。缺点是样品处理量小，难以得到充足的样品用于分析。
2、溶剂分离法：利用各组分在溶剂中的溶解度参数来进行分离。（1）如渣油中沥青质的分离，分离结果受所选溶剂不同，溶剂比，温度等影响，所以结果的条件性较强，如C5沥青质和C7沥青质含量，结构组成都存在较大的差异。（2）超临界流体的萃取分馏，按重质油在超临界流体中的溶解度不同而分离，可以根据原料分子量大小进行分离。特点是可以根据原料的轻重选择不同的溶剂，由于
分离柱装有填料，可控制温差，并采用线性升压的办法，所以有较高的分离效率，同时也可以得到充足的样品用于分析。
3、谱法：（1）吸附谱：是利用固体吸附剂对流动相中的不同溶质具有不同的吸附能力来进行分离的方法。它主要应用于：测定石油轻馏分的族组成；测定柴油、煤油中的芳烃含量；测定润滑油潜含量；减压渣油的四组分、六组分及八组分分离。（2）离子交换谱：是以离子交换树脂为固定相，树脂上有固定离子基团和可交换的离子基团。当流动相带着组分离子通过固定相时，组分离子与树脂上可交换离子发生可逆交换，根据组分离子对树脂的亲和力不同而得到分离。它主要应用于：研究石油中非烃组分的方法，广泛用于减压馏分及渣油组成如酸性分、碱性分、中性含氮化合物及烃类组成分析。缺点是：步骤冗长，溶剂用量大，耗时较多。（3）凝胶谱：它是按照分子尺寸大小进行分离的一种液相谱。主要应用于测定高分子化合物及重质油石油样品的分子量分布。（4）分配及键合相谱：固定相是通过化学反应以化学键结合到载体上。主要应用于多环芳烃分离，广泛用于各种极性化合物的分离。（5）高效液相谱：主要应用于烃类组成及非烃组成的分离分析。
七．写出C6H5CH2CH2CH3热裂化和催化裂化的主要产物，并用反应机理加以解释。（10分）
答：1、C6H5CH2CH2CH3热裂化主要发生：
（1）烷基芳香烃的断侧链及脱烷基反应生成甲苯，乙烯和甲烷
CH2CH2CH3CH 3
CH 2=CH 2
CH 2=CH 2
CH 4
++
这是因为芳环和α碳的键能远高于α碳与β碳之间的键能，所以主要在α碳与β碳之间发生断健反应。
（2）侧链的脱氢反应生成苯丙烯和氢气
CH2CH2CH3CH 2=CH 2-CH 3H 2+近代汉语
日益严重的危机（3）脱氢缩合反应生成环数更多的芳烃，随着反应深度的增加其缩合度加大，直至生成氢碳比很低
的焦炭。所以C6H5CH2CH2CH3热裂化主要产物为苯乙烯，甲苯，苯丙烯，及氢气，甲烷，乙烯及缩合产物。
2、C6H5CH2CH2CH3属于侧链碳数≥3的，其裂化速度与烯烃的相近，由于芳香环对质子的亲和力较大，烷基芳烃主要发生脱烷基反应
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