中温煤焦油沥青逐级萃取的产物组成与结构分析.pdf

以中温煤沥青为原料， 根据 Hansen 溶解度参数软件（HSPiP）的计算结果，选择无水 乙醇、正戊烷、异丙醇、甲苯、 四氢呋喃和 N-甲基吡咯烷酮为萃取剂对沥青进行逐级索氏抽 提， 以解析其结构与组成。 高分辨质谱分析结果表明各级萃取物中含有 3000 多种化合物， 分 子量集中在 100～400 u 之间， CH 类化合物的含量高达 60%， 相对含量较高的 20 种化合物中 芳香杂环为 9 种， 以含氧化合物为主, Nn 类化合物的相对含量为 4.3%～12.9%， 主要是吡啶型 和吡咯型氮化物； ONS 类化合物的相对含量之和为 10.1%～12.0%。 各级萃取物的不饱和度双 键当量（DBE） 值主要分布在 15～19 之间， 碳数为 21～28。 对萃余物进行 XPS、 红外、 热重、 13C NMR 和晶相分析， 结果表明 C 主要以芳碳形式存在， 比例高于 80%；相较于吡啶氮，吡 咯氮更易被溶剂萃取，致使其相对含量随萃取级数增加而下降； S 则主要以噻吩硫形式存在。 13C NMR 分析显示沥青及各级萃余物中表征平均芳环尺寸大小的 Xb 约为 0.7，意味着其平均 芳环数约为 5； 芳桥碳含量 faB 超过 65%，说明各级萃余物中芳碳缩合度较高。随着萃取级数 的增加，各物质中弱键和侧链等基团逐渐减少，分子量增加和芳环缩合度增加，热稳定性增 强，各物质的饱和链间距和芳香片层间距逐渐减小，芳香层片间的直径、堆砌高度及芳香片 层数逐渐增加。