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本论文工作对大庆原油进行注空气低温氧化模拟实验,利用SARA分离法将原油分离为饱和烃、芳香烃、胶质和沥青质组分,重点研究原油注空气低温氧化过程中饱和烃和芳香烃具体组成和含量的变化,以及注空气低温氧化过程中氧化效应和热效应对饱和烃和芳香烃各自变化的影响。
结果表明,低温氧化过程中,饱和烃会转化成胶质和沥青质。氧化反应导致正构烷烃中低碳数烷烃含量相对增加,五环三萜藿烷相对含量增加,三环萜烷相对含量降低,和高分子量甾烷一致。热效应的作用正好与氧化效应相反。对于正构烷烃,175℃低温氧化过程中热效应比氧化效应更占优势,而225℃低温氧化过程则以氧化效应为主。对于萜烷和甾烷,175℃低温氧化过程由氧化效应控制,225℃低温氧化过程热效应开始占优势。氧化效应和热效应还会改变萜烷和甾烷的空间异构立体构型。
低温氧化过程还会导致芳香烃发生变化,转化成胶质和沥青质。热效应使得环数多的芳烃热解生成环数少的芳烃。氧化效应则有利于抗氧化性强的环数多的芳烃相对含量增加。低温氧化过程有利于烷基化多环芳烃的增加。其它稠环化合物蒽、萤蒽、芘、苯并蒽氧化后含量降低,苯并萤蒽氧化后含量增加,苯并芘175℃氧化后含量降低,而225℃氧化后含量增加。并且,175℃低温氧化后还生成了原油中本没有的三芳甾烃、联苯和苯并呋喃。多环芳烃的相对含量多少取决于自身的抗氧化性和热稳定性。175℃低温氧化过程中,热效应占优势,而225℃低温氧化则由氧化效应控制。