红外激光解吸/同步辐射VUV光电离－高分辨质谱用于重质油结构分析的研究

深入而准确认识重质油结构是更好地开采、运输和加工利用石油资源的基础。本申请拟将我们前期建立的研究渣油饱和分（最轻组分）的红外激光解吸/同步辐射VUV光电离（IRLD/VUVPI）-高分辨质谱技术拓展应用到渣油所有其它重组分（芳香分、胶质和沥青质）。其突出优点是可以准确测定重质油分子量分布、各质量数相对丰度和平均分子量，还可以提供其光电离效率谱数据。测试渣油各组分的IRLD/VUVPI-高分辨质谱，研究加氢热解条件以及原油产地对渣油组分分子量分布、各质量数相对丰度和平均分子量的影响规律。通过研究饱和分模型分子的光电离，得到其电离能、碎片离子类型和出现势等基础数据，对前期测定的轮古常压渣油饱和分光电离效率谱进行归属，确定其是否含有这些分子。通过本申请工作，使这种可以从"平均分子量"、"单个分子量"和"单个分子"等多个层次研究重质油结构的新方法建立和发展起来。

发展并完善了同步辐射光电离—质谱技术在重质油结构研究中的应用。首次将激光诱导声波解吸（LIAD）与同步辐射真空紫外单光子电离（SVUVPI）和质谱结合（即LIAD/SVUVPI质谱技术）用于重质油结构分析，该技术可用于重质油较重组分（芳香分和胶质）的研究，解决了前期红外激光解吸（IRLD）技术只能研究重质油轻组分（饱和分）的问题，但在目前的同步辐射束流强度下研究沥青质还有困难。通过对轮古常压渣油（LGAR）饱和分光电离质谱和光电离效率谱的研究，并结合模型分子光电离的实验和理论研究，对其组成成分进行了初步归属。通过对LGAR芳香分光电离质谱的研究，得到了其质量分布范围、质谱分布特征、平均分子量、所含分子类型以及加氢反应条件对芳香分结构影响等信息。同时，还考察了石油产地（新疆、辽河、委内瑞拉）及反应过程（热反应、临氢反应和催化加氢反应）对渣油各组分（饱和分、芳香分和胶质）结构的影响，通过对比分析渣油初生组分和各反应次生组分质谱差异，总结反应规律。