委内瑞拉有丰富的超稠油资源,这些超稠油杂原子含量极高,其分子组成和分子缔合作用可能对其性质如黏度影响很大。本论文选用一种委内瑞拉井口超稠油减压渣油,用超临界萃取分馏技术切割成13个窄馏分和一个萃余残渣,分别研究其分子缔合行为和分子组成分布情况。　　 对于分子缔合行为本文采用KNAUERK-7000蒸汽压渗透仪(VPO)进行检测。VPO所测得的分子量结果受到分子缔合作用的强烈影响而产生偏差。本研究提出用有限逐级缔合模型能够将这种偏差转化为定量检测体系内缔合情况的方法,通过这种方法能够求解出体系内缔合体分布的定量数据并得到重油分子实际的分子量。该方法通过从文献中摘取的标样样品数据进行了验证。同时对委内瑞拉减压渣油及其超临界窄馏分和萃余残渣进行VPO检测,将所得到的数据利用有限逐级缔合模型进行求解。结果表明:随着萃取压力的上升馏分分子量增大,缔合常数趋于增大,单倍体含量减少,多聚体数目和含量增加。同一种馏分随着浓度的增加,多聚体数目和含量增加。萃余残渣的分子缔合最为明显,在较低的浓度范围内有2-10聚体存在。萃取馏分的VPO分子量与GPC分子量基本一致,而萃余残渣GPC分子量高于VPO法,说明其即使在GPC分子条件下也存在缔合。窄馏分存在缔合的原因主要是极性组分,萃余残渣有极性更强的沥青质存在。　　 利用电喷雾(ESI)傅立叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICRMS)对重油中杂原子化合物的分子组成进行研究。利用正负离子模式ESI直接检测了委内瑞拉减压渣油及其超临界窄馏分的碱性、非碱性和酸性化合物的组成,对于非极性的含硫化合物则采用甲基衍生化的方法将其转化为极性的甲基锍盐后在正离子模式下进行检测。结果显示:化合物的总体质谱峰形都呈现了向高端移动的情况,证明随着萃取压力的增加体系中化合物的分子量趋于增大,这与VPO所得到的结果是一致的。对质谱图进行详细分析后发现,对于特定类型的化合物,其分子的等效双键(DBE)和碳数都随着萃取压力的上升而逐渐增加,并且多杂原子化合物含量也有明显上升。这显示超临界萃取分馏过程对分子的缩合度和尺寸具有较大的敏感性。体系中芳香度的增加会造成分子间π-π堆积效应的增长,而氮氧杂原子的增加会造成氢键活性位的增加,推测这是导致分子缔合行为增加的主要结构特征。