B-L法计算结构参数

计算沥青的化学结构一、基础数据：表1通过核磁共振氢的归属得到的油砂沥青和液体产品的H分布SymbolSample3Bitumen/%Liquid/%HA30.480.42HA21.882.85HA11.012.21Ho0.002.59Hα14.834.57Hα22.643.72Hβ113.3813.16Hβ255.8846.93Hγ19.9023.5540003500300025002000150010005000.00.20.40.60.81.0吸光度A波数/cm-11376.861457.962851.982924.761155.35888.03815.031705.441602.90721.54图13号油砂沥青红外光谱谱图240003500300025002000150010005000.00.20.40.60.81.0吸光度A波数/cm-1908.64812.56991.02965.381376.862850.521707.881640.721604.421457.96722.872924.76图23号热转化产品红外光谱谱图表2油砂沥青和热转化后液体产品的核磁共振，元素组成和平均相对分子质量SampleC％H％S%N%O%Mn3Bitumen85.7111.490.30.931.57826Liquidproduct86.6812.110.2540.1710.785352二、计算过程：（要求详细写出计算公式和所用基础数据）氢分布BitumenLiquidHα,wt%0.0750.083Hβ,wt%0.6920.601Hγ,wt%0.1990.235HA,wt%0.0340.055(1)以Bitumen的结构组成计算为例：HS=(Hα+Hβ+Hγ)=0.075+0.692+0.199=0.966H/C原子比=11.47×12/85.48=1.610C/H原子比=0.621平均分子中的CHSNO个数：CT=85.71%×826/12.01=59HT=11.49%×826/1.008=95ST=0.3%×826/32=0.08NT=0.93%×826/14=0.55OT=1.57%×826/16=0.81可得平均分子结构为：C59H95S0.08N0.55O0.81各类氢的个数：Hα=0.075×HT=0.075×95=7.12；Hβ=0.692×HT=0.692×95=65.74；Hγ=18.91；HA=3.2；3HS=Hα+Hβ+Hγ=91.78；CT/HT=0.62/()/2/TTTATTCHHHHHfCH=(59-91.78/2)/59=0.22CA=CT×fA=0.22×59=13//2/()/2AUATTATTTHHHHHCCHHHHH=(3.2+7.12/2)/(59-91.78/2)=0.515σ=Cα/CAP=/2/2AHHH=0.53CS=CT-CA=59-13=46Cα=Hα/2=3.56CI=CA-CAP=CA-(HA+Hα/2)=6.25CF=6+CA-2CAP=6+CA-2HA-Hα=6.5CF0迫位缩合RA=(CA-4)/3=(13-4)/3=3RT=CT+1-HT/2-CA/2=6RN=RT-RA=6-3=3CN=3RN=3×3=9(迫位缩合的环系)CP=CS-CN=46-9=37fN=CN/CT=0.15fp=Cp/CT=0.63由红外吸光度数据A1460处最大吸光度数值为0.2629，A1380处最大吸光度数值为0.1390则：NCH2/NCH3=2.93×0.2629/0.1390-3.70=1.84NCH3=CS/(2+NCH2/NCH3)=12L=CP/NCH3=3.08(2)liquidproduct结构参数的计算与bitumen的计算类似，不同之处在于计算CN和Cp以渺位的公式来计算。三、计算结果汇总：表4油砂沥青及热转化液体产品平均分子结构参数ParameterSample3BitumenLiquidproductCT5925.404HT9542.29fA0.220.23fN0.150.20fP0.630.56CA135.97CN95.13CP3714.31Cs4619.44HAU/CA0.5150.68σ0.530.43RA30.99RT62.28RN31.28RA/RN1.00.78NCH2/NCH31.842.19NCH3124.77L32.81Meanmolecularformula画出虚拟结构图：（建议用Visio作图）同学们思考一下带小数点如何画。符号说明：H/C——氢碳原子比；Mn——相对平均分子量；C%——油品中碳的百分含量；H%——油品中氢的百分含量；S%——油品中硫的百分含量；N%——油品中氮的百分含量；O%——油品中氧的百分含量；HA——与芳香碳直接相连的氢原子数；Hα——与芳香环的α碳相连的氢原子数；Hβ——芳香环的β碳上的氢及β以远的CH2、CH基上的氢原子数；Hγ——芳香环γ位及γ位以远的CH3中的上的氢原子数；CT——分子中的总碳数；HT——分子中的总氢数；CA——分子中的芳香碳数；CN——分子中的环烷碳数；5Cp——分子中的烷基碳数；CS——分子中的环烷碳数和烷基碳数之和；RA——分子中的芳香环数；RN——分子中的环烷环数；RT——分子中的总环数；fA——分子中的芳香碳数占总碳数的分率，简称芳碳率，又称芳香度；fN——分子中的环烷碳数占总碳数的分率，简称环烷碳率；fP——分子中的烷基碳数占总碳数的分率，简称烷基碳率；σ——芳香环系周边氢取代率；HAU/CA——芳香环系的缩合度参数；NCH2/NCH3——分子中亚甲基数与甲基数之比；NCH3——分子中甲基数；L——平均链长参数。