渣油中存在各种不同类型的含硫化合物,它们对渣油深度加工过程以及产品质量的影响很大。深入考察渣油中含硫化合物的结构组成与分布状况,对渣油加工路线的选择及加工工艺的开发具有重要的指导意义。目前渣油中含硫化合物的研究在很大程度上受分离、分析方法的制约,较多侧重于对极性较小的渣油组分和模型含硫化合物的考察。本课题以轮古常压渣油(LGAR)为主要研究对象,采用配位交换色谱法以及选择性氧化法对渣油中的含硫化合物进行了分离,并用色谱.质谱(GC-MS)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)等手段对其进行了表征与鉴定,在此基础上进一步考察了在热反应、加氢反应过程LGAR中不同类型含硫化合物(简称类型硫)的转化规律。　　 针对极性较小的渣油组分(饱和分、芳香分、胶质Ⅰ)与极性较大的渣油组分(胶质Ⅱ、沥青质),采用配位交换色谱法、选择性氧化后结合色谱分离和溶剂抽提分离的方法对LGAR中含硫化合物进行了分离。结果表明,配位交换色谱法仅适用于渣油饱和分和芳香分中类型硫的分离。四丁基高碘酸铵选择性氧化结合色谱分离和溶剂抽提分离的方法可将渣油组分中含硫化合物分为两种类型硫(硫醚硫和残余硫)。对LGAR、委内瑞拉常压渣油(VZAR)和辽河常压渣油(LHAR)三种不同硫含量渣油中类型硫的分离测定结果表明,三种渣油中的主要类型硫均为残余硫,硫醚硫和残余硫在三种渣油中的分布状况同总硫在渣油中的分布状况一致。　　 分别采用GC-MS、XPS对LGAR组分中的类型硫进行了鉴定。研究表明,LGAR饱和分中含有二苯基硫醚、苯并噻唑结构的类型硫;LGAR芳香分中含有芳基硫醚、C0～C2-二苯并噻吩、C4-二苯并噻吩、C0～C2-苯并萘并噻吩、萘并噻吩、C2-萘并噻吩、二萘并噻吩、C1-苯并噻唑、噻吨及两个硫原子结构的类型硫;LGAR胶质Ⅰ中存在芳基硫醚和C1-苯并噻唑等结构的类型硫;LGAR胶质Ⅱ和沥青质组分中存在硫醚硫、噻吩硫、亚砜(或砜)三种类型硫。　　 对LGAR饱和分与芳香分经配位交换色谱分离出的类型硫,采用甲基衍生化处理后进行FT-ICR MS分析,结果表明,LGAR饱和分与芳香分中的类型硫均以S1类为主,同时也存在S2类、S3类、O1S1类、O1S2类。对LGAR各组分氧化分离后得到的硫醚硫和噻吩硫也进行了FT-ICR MS分析,结果表明,在氧化后LGAR饱和分和芳香分中的类型硫以O1S1类为主;胶质Ⅰ中的含硫类型明显增多,但硫醚硫仍以01S1类为主,噻吩硫以N1O1S1类为主;胶质Ⅱ和沥青质中的含硫类型最复杂,其中以O1-3S2和N2O0～1S1类为主。进一步对LGAR硫醚硫和噻吩硫中O1S1、O1S2、O2S1、O2S2类的组成进行了分析,同一渣油组分中,不同类型硫的碳数范围大致相同,噻吩硫的缩合程度比硫醚硫高,而且随着组分极性的增大,硫醚硫和噻吩硫的缩合程度逐渐增大,取代基数目减少。　　 将定量定性体系应用于LGAR反应后类型硫的分析,考察了不同反应过程LGAR组分中类型硫的分布与转化规律。无论是热反应还是加氢反应,随着反应温度的升高,LGAR总体硫醚硫和残余硫的脱除率均不断增大。LGAR热反应过程中,硫醚硫以裂解反应为主,残余硫同时存在裂解和缩聚反应;LGAR加氢反应过程中,硫醚硫较残余硫易于发生氢解反应,在沥青质中存在少量难以氢解的硫醚硫,最难脱除的残余硫存在于沥青质和芳香分中。　　 热反应后的LGAR组分中含硫类型变化不大,加氢反应后LGAR极性较小的组分中含硫类型较反应前多,而极性较大的组分中含硫类型较反应前少。热反应后L,GAR饱和分中O1S1类的缩合程度降低,其余组分中O1S1类的缩合程度较反应前高;加氢反应后LGAR饱和分和芳香分中O1S1类的缩合程度升高,而胶质Ⅰ、胶质Ⅱ和沥青质中O1S1类的缩合程度较反应前低。