基于固體13C核磁共振技術(shù)對(duì)油砂瀝青質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究

王擎，王智超，賈春霞，宮國(guó)璽

（東北電力大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，吉林 吉林 132012）

研究開(kāi)發(fā)

基于固體13C核磁共振技術(shù)對(duì)油砂瀝青質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究

王擎，王智超，賈春霞，宮國(guó)璽

（東北電力大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，吉林 吉林 132012）

采用固體13C核磁共振（13C NMR）技術(shù)對(duì)油砂瀝青質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行詳細(xì)的研究。通過(guò)對(duì)油砂瀝青質(zhì)的核磁譜圖分析，獲得了表征油砂瀝青質(zhì)結(jié)構(gòu)特征的12個(gè)碳結(jié)構(gòu)骨架參數(shù)。根據(jù)研究分析結(jié)果，油砂瀝青質(zhì)中的脂碳含量達(dá)60%左右，表明其化學(xué)結(jié)構(gòu)主要以脂碳結(jié)構(gòu)為主。在脂碳中，亞甲基含量最多，主要出現(xiàn)在脂肪鏈中，且其脂肪鏈平均長(zhǎng)度小于8個(gè)碳原子，可推斷為中等長(zhǎng)度脂鏈；芳香碳含量小于40%，其中質(zhì)子化芳香碳含量多于非質(zhì)子化芳香碳。在非質(zhì)子化芳香碳中芳香橋碳含量最多，可推斷芳香碳呈多環(huán)模式；羰基碳在油砂瀝青質(zhì)結(jié)構(gòu)中所占比例極小。雖然基于獲得的油砂瀝青質(zhì)的元素組成，可以將油砂瀝青質(zhì)歸類到Ⅰ型干酪根，但是兩者在成烴潛量和結(jié)構(gòu)特征都存在較大差異，由此判斷油砂瀝青質(zhì)并非干酪根的降解產(chǎn)物。

油砂瀝青質(zhì)；固體核磁共振；化學(xué)結(jié)構(gòu)特征

固體13C NMR技術(shù)是一種研究不溶物質(zhì)結(jié)構(gòu)的最有效方法。它可在不改變?cè)瓨咏Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)其中有機(jī)質(zhì)的碳結(jié)構(gòu)骨架進(jìn)行很好的定量分析。如今隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷更新，如交叉極化（CP）、魔角旋轉(zhuǎn)（MAS）、旋轉(zhuǎn)邊帶全抑制（TOSS）的加入，使獲得高分辨的13C NMR譜圖成為可能。因此，固體13C NMR技術(shù)很快成為研究固體高分子有機(jī)材料化學(xué)結(jié)構(gòu)的有效工具。1981年，Trewhella等[8]將固態(tài)13C核磁共振CP和MAS用在多種油頁(yè)巖干酪根結(jié)構(gòu)當(dāng)中。在我國(guó)，秦匡宗等[9-11]曾利用該技術(shù)在煤和油頁(yè)巖的研究中獲取很多寶貴的數(shù)據(jù)，為后來(lái)的研究者提供了很好的參考。作為指紋圖譜，核磁共振圖譜同樣可以準(zhǔn)確地用于油砂瀝青質(zhì)結(jié)構(gòu)的分析。因此，本文針對(duì)6種油砂瀝青質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，采用固體13C NMR技術(shù)對(duì)其碳結(jié)構(gòu)骨架進(jìn)行全面分析。通過(guò)對(duì)油砂瀝青質(zhì)12個(gè)碳結(jié)構(gòu)骨架參數(shù)的詳細(xì)研究，揭示出油砂瀝青質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)特征，更對(duì)其演化過(guò)程做出推斷，由此加深對(duì)油砂瀝青質(zhì)的理解和認(rèn)識(shí)。

1 樣品和實(shí)驗(yàn)

1.1 樣品

6種油砂樣品分別取自印尼（ST1、ST2、ST3、ST4）、新疆克拉瑪依（KL）和新疆哈密 （HM）。6種樣品只有HM樣品呈土黃色，其余樣品均為黑色。其中，ST1、ST2、KL和HM樣品表面干燥，軟質(zhì)，容易粉碎。ST3和ST4樣品為大塊粘連狀，粉碎過(guò)程容易黏結(jié)。

1.2 樣品制備與實(shí)驗(yàn)

將6種油砂樣品研磨成3mm和0.2mm兩種粒徑。依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SH/T 0508—1992（2005）《油頁(yè)巖含油率測(cè)定法（低溫干餾法）》對(duì)3mm粒徑的樣品進(jìn)行含油率的測(cè)定。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T212—2008《煤的工業(yè)分析方法》對(duì)0.2mm粒徑樣品進(jìn)行工業(yè)分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1、表2。

由表1含油率可知，ST2和ST3屬于高品位油砂；ST1、ST4和KL屬于中品位油砂；HM屬于低品位油砂[12]。由表2可知，油砂含水普遍較低。印尼油砂灰分較少，揮發(fā)分較多。國(guó)內(nèi)油砂與之相反，灰分較多，揮發(fā)分較少。

表1 油砂樣品鋁甑數(shù)據(jù)

表2 油砂樣品工業(yè)分析

本文主要利用高分辨固體13C NMR技術(shù)表征油砂瀝青質(zhì)中的碳結(jié)構(gòu)骨架，實(shí)驗(yàn)在中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所完成，使用瑞士布魯克公司Bruker AVANCE Ⅲ 400WB型波譜儀對(duì)0.2mm粒徑樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，同時(shí)加入交叉極化（CP）、魔角旋轉(zhuǎn)（MAS）、旋轉(zhuǎn)邊帶全抑制（TOSS）技術(shù)。設(shè)置共振頻率為100MHz，樣品轉(zhuǎn)速為5kHz，交叉極化接觸時(shí)間為2ms，重復(fù)延遲時(shí)間為6s，采集累加次數(shù)9000次。

2 結(jié)果與討論

圖1 油砂的13C NMR圖譜

表313C NMR譜圖化學(xué)位移的結(jié)構(gòu)歸屬

圖1給出了6種油砂樣品的13C NMR波譜圖。由圖1可以明顯看出，6種油砂譜圖雖有差異，但是譜形基本一致。表3列出了油砂瀝青質(zhì)13C NMR譜中化學(xué)位移的歸屬[9，13]。將圖1按照表3的化學(xué)位移分析可知，油砂譜圖主要存在兩個(gè)明顯的主峰群，分別為δc為0～90的脂碳峰群和δc為100～165的芳碳峰群。另外，δc在165～220時(shí)還存在一個(gè)很小的羰基碳峰群。這與油頁(yè)巖及干酪根的化學(xué)結(jié)構(gòu)相似[14]。

2.1 油砂瀝青質(zhì)的碳原子結(jié)構(gòu)參數(shù)

本文利用Mnova 8.1軟件對(duì)油砂樣品13C NMR圖譜進(jìn)行準(zhǔn)確地分析。首先對(duì)各峰進(jìn)行標(biāo)定與擬合，再結(jié)合表3將各碳結(jié)構(gòu)歸屬，最終利用擬合結(jié)果獲得油砂瀝青質(zhì)的碳結(jié)構(gòu)參數(shù)，見(jiàn)表4。

2.2 油砂固體13C NMR譜圖的定性分析

2.2.1 脂肪碳結(jié)構(gòu)

由表4可知，fal均大于57%，這說(shuō)明脂碳區(qū)的信號(hào)是主要的和最強(qiáng)的共振信號(hào)，因此斷定脂肪族碳是油砂瀝青質(zhì)結(jié)構(gòu)中的主要組分。在δc=0～90的脂碳區(qū)，6張油砂圖譜中最高峰均出現(xiàn)在δc為22～31，這表示亞甲基碳的共振信號(hào)最強(qiáng)。由falH值可知，亞甲基碳還是脂肪碳中數(shù)量最多的碳結(jié)構(gòu)。另外，δc在14～16時(shí)存在一個(gè)明顯的峰肩，這歸屬于末端甲基產(chǎn)生的共振。將兩種結(jié)構(gòu)定量分析，即假設(shè)其峰形呈正態(tài)分布[15]，再采用線性擬合，獲得6張譜圖當(dāng)中兩種峰面積的比值分別為7.92、6.99、4.01、3.63、6.78、4.94，定量結(jié)果均小于8，由此說(shuō)明脂鏈平均長(zhǎng)度在8個(gè)碳原子以內(nèi)，不屬于長(zhǎng)鏈脂碳[16]。除此之外，在δc為16～22時(shí)，ST3與ST4的圖譜中有明顯的峰出現(xiàn)，表明這兩種油砂瀝青質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在芳環(huán)甲基。實(shí)際上6種油砂樣品在δc=36～90化學(xué)位移范圍內(nèi)也存在不同的峰。δc在36～50時(shí)，ST4與KL的圖譜中有較弱的共振信號(hào)，這歸屬于次甲基碳或季碳的貢獻(xiàn)。δc=50～90的化學(xué)位移區(qū)間，在ST3、ST4、KL和HM圖譜中都存在很弱的氧接脂碳的共振信號(hào)，對(duì)應(yīng)表4中falO值也很小。由分析結(jié)果可知，在脂肪族結(jié)構(gòu)中，亞甲基碳數(shù)量最多，末端甲基碳次之，而次甲基碳、季碳和氧接脂碳數(shù)量都很少?？梢?jiàn)脂肪族碳結(jié)構(gòu)的主要存在形式為脂鏈或脂環(huán)結(jié)構(gòu)。

2.2.2 芳香碳結(jié)構(gòu)

表4中芳碳率fa值均小于43%，說(shuō)明油砂瀝青質(zhì)中芳香碳不是主要結(jié)構(gòu)。圖1中在δc=100～165化學(xué)位移區(qū)間內(nèi)呈現(xiàn)的高凸寬峰即是芳香碳結(jié)構(gòu)的共振信號(hào)。其中主峰均出現(xiàn)在δc在120～127時(shí)，這歸屬于質(zhì)子化芳香碳的共振。另外，在δc為129～165時(shí)也存在一個(gè)沒(méi)有明顯的峰尖的峰群，這是各種非質(zhì)子化芳香碳振動(dòng)信號(hào)組合重疊造成的。而且質(zhì)子化芳碳率faH和非質(zhì)子化芳碳率faN相差不明顯，總體表現(xiàn)為質(zhì)子化芳碳率大于非質(zhì)子化芳碳率。然而，非質(zhì)子化碳的類別與數(shù)量是分析和判斷油砂瀝青質(zhì)芳香結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。由于表4中6種油砂樣品faS和faB值的不同，揭示了其芳香碳的結(jié)構(gòu)形式也存在差異。ST1樣品中，faS＞faB，可以確定側(cè)枝芳香碳多于橋頭芳香碳。由此判斷，ST1油砂瀝青質(zhì)芳香結(jié)構(gòu)中單環(huán)結(jié)構(gòu)較多。ST2、ST3、ST4、HM樣品中，faB值占非質(zhì)子化芳香碳的絕大部分，說(shuō)明其芳香結(jié)構(gòu)以多環(huán)芳碳為主。KL樣品faB和faS含量之比為5∶6.5，這說(shuō)明單環(huán)和多環(huán)形式并存于KL油砂瀝青質(zhì)中。秦匡宗等[17]將Ali提出的未取代芳環(huán)系氫碳原子比與芳碳原子數(shù)和芳環(huán)間結(jié)合形式的關(guān)聯(lián)圖加以改進(jìn)，得到新的未取代芳環(huán)系氫碳原子比與芳碳原子數(shù)的結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)圖。將表4結(jié)果帶入該圖，可以得到芳環(huán)系結(jié)構(gòu)的模式：ST1油砂基本以單環(huán)為主，其余都為多環(huán)形式。結(jié)果均與上述分析相符。2.2.3 羰基碳區(qū)

表4 油砂樣品的碳結(jié)構(gòu)骨架參數(shù)

油砂瀝青質(zhì)中羰基碳的含量很少。在放大的譜圖中，δc在165～220時(shí)也僅能觀察到一個(gè)很小的寬峰。使用軟件解析譜圖發(fā)現(xiàn)，6種油砂樣品在δc=165～188時(shí)均有不同程度的共振信號(hào)出現(xiàn)。結(jié)合表4中faC值也可以確定，羰基結(jié)構(gòu)在油砂瀝青質(zhì)結(jié)構(gòu)中占的比例很小。ST1、HM樣品faC值在2%左右，ST2、ST3、ST4、KL 4種樣品faC值不到1%。但是，在δc在188～220時(shí)只有ST1、HM兩種樣品有峰出現(xiàn)。歸屬可知，ST1中含有少量醛、醌、苯基酮的羰基碳，HM中存在很少鏈烷酮、環(huán)烷酮的羰基碳?？梢?jiàn)瀝青質(zhì)結(jié)構(gòu)中碳氧之間多以C—O形式存在。

2.3 演化途徑分析

油砂可歸屬于烴源巖的一種。在地球化學(xué)學(xué)科中，烴源巖瀝青質(zhì)的形成與演化途徑在學(xué)術(shù)界一直存在兩種相對(duì)的觀點(diǎn)。一種可能途徑是：烴源巖瀝青質(zhì)是有機(jī)質(zhì)大分子干酪根的降解產(chǎn)物，即“干酪根碎片說(shuō)”。另一種可能途徑是：當(dāng)生物大分子的降解物縮聚形成干酪根時(shí)，同時(shí)也形成了瀝青質(zhì)，即“原生說(shuō)”。對(duì)于干酪根而言，它因環(huán)境的不同、有機(jī)質(zhì)來(lái)源的不同，具有不同的顯微組分和化學(xué)成分，動(dòng)力、熱力學(xué)性質(zhì)也有所不同。也就是說(shuō)，干酪根客觀地存在著不同的類型。干酪根的類型問(wèn)題，即是生油母質(zhì)的質(zhì)量問(wèn)題。它不但控制了演化方向，而且控制了烴類生成速度和數(shù)量，即生油氣潛量[18]。如果油砂瀝青質(zhì)符合“干酪根碎片說(shuō)”，那么無(wú)論從類型分布上，還是化學(xué)結(jié)構(gòu)上都應(yīng)與干酪根相同。

本文利用固體13C NMR技術(shù)對(duì)油砂瀝青質(zhì)的H/C和O/C做定量的計(jì)算，并根據(jù)秦匡宗等的研究，將油砂有機(jī)碳區(qū)進(jìn)行成烴潛量分類，即“油潛力碳”（Co：δc=25～45）、“氣潛力碳”（Cg：δc=0～25、δc=45～90、δc=165～220）和“惰性碳”（Ca：δc=90～165）3種類型[19-20]。其中“油潛力碳”直接與油的產(chǎn)率有關(guān)；“氣潛力碳”是產(chǎn)氣的主要貢獻(xiàn)者；“惰性碳”對(duì)油氣的生成貢獻(xiàn)甚微。經(jīng)過(guò)計(jì)算歸類，將6種油砂樣品的計(jì)算結(jié)果列于表5[19]。

由表5結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，6種油砂樣的元素組成與Ⅰ型干酪根相似，即具有高的原始H/C比（1.5以上）和低的原始O/C比（一般小于0.1）[21]。但是，成烴潛量卻與Ⅰ型干酪根不同。另外，通過(guò)13C NMR對(duì)油砂瀝青質(zhì)碳結(jié)構(gòu)骨架分析的結(jié)果表明，油砂的碳結(jié)構(gòu)骨架主要以中等長(zhǎng)度的脂鏈化合物和脂環(huán)化合物構(gòu)成，這與Ⅰ型干酪根不同。芳香結(jié)構(gòu)和含氧基團(tuán)又比Ⅰ型干酪根多，這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)更傾向于Ⅱ型干酪根。可見(jiàn)油砂瀝青質(zhì)的形成與演化途徑與“干酪根碎片說(shuō)”矛盾。

3 結(jié) 論

（1）采用固體13C NMR技術(shù)分析油砂瀝青質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)是可行的，不但可以全面、合理地分析其碳結(jié)構(gòu)骨架，而且分析結(jié)果準(zhǔn)確、可信。

表5 油砂樣品3類不同化學(xué)結(jié)構(gòu)組成

（2）采用固體13C NMR技術(shù)對(duì)6種油砂瀝青質(zhì)進(jìn)行分析研究，揭示了油砂瀝青質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。即脂肪族碳含量最多，達(dá)60%左右，其中亞甲基碳含量最高，結(jié)構(gòu)形式以脂鏈或脂環(huán)結(jié)構(gòu)為主，脂鏈平均長(zhǎng)度在8個(gè)碳原子以內(nèi)。芳香碳含量在40%以內(nèi)。只有ST1油砂多以單環(huán)形式存在，其余均以多環(huán)結(jié)構(gòu)模式存在，并且取代基團(tuán)很少。羰基碳含量極少，在圖譜中體現(xiàn)并不明顯。

（3）雖然干酪根和瀝青質(zhì)在成因機(jī)制上相同，導(dǎo)致油砂在元素組成與Ⅰ型干酪根相似，但是，基于固體13C NMR實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果可知，油砂瀝青質(zhì)的成烴潛量和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與Ⅰ型干酪根有很大的區(qū)別。因此判斷，油砂瀝青質(zhì)可能不具備干酪根客觀存在的類型問(wèn)題，這與“干酪根碎片說(shuō)”矛盾，因此油砂瀝青質(zhì)的形成途徑更貼近原生學(xué)說(shuō)。

[1] 賈春霞，劉洪鵬，柏靜儒，等. 油砂燃燒過(guò)程的 TG-DSC 分析[J].化工進(jìn)展，2013，32（6）：1273-1277.

[2] 何林，孫文郡， 李鑫鋼. 溶劑萃取在油砂分離中的應(yīng)用及發(fā)展[J].化工進(jìn)展，2011，30（s2）：186-189.

[3] 張安貴，王剛，畢研濤，等. 內(nèi)蒙古油砂瀝青熱轉(zhuǎn)化前后化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律[J]. 石油學(xué)報(bào)：石油加工，2011，27（3）：435-440.

[4] 王擎，王引，賈春霞，等. 三種印尼油砂燃燒特性研究[J]. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2012，32（26）：23-29.

[5] 孫楠，張秋民，關(guān)珺，等. 扎賚特旗油砂在氮?dú)鈿夥障碌臒峤庵朴脱芯縖J]. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào)，2007，35（2）：241-244.

[6] 張安貴，王剛，畢研濤，等. 內(nèi)蒙古圖牧吉油砂流化熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)規(guī)律[J]. 石油學(xué)報(bào)：石油加工，2011，27（2）：249-255.

[7] 凌逸群，張安貴，王剛，等. 內(nèi)蒙古油砂流化熱轉(zhuǎn)化的反應(yīng)規(guī)律[J]. 化工進(jìn)展，2010，29（S1）：528-532.

[8] Trewhella M J，Poplett Iain J F，Grint Alan. Structure of green river oil shale kerogen：Determination using solid-state C-13 NMR-spectroscopy[J].Fuel，1986，65（4）：541-545.

[9] 秦匡宗，郭紹輝. NMR在固體化石能源中的應(yīng)用[J]. 波譜學(xué)雜志，1995，12（5）：451-458.

[10] 賈建波，曾凡桂，孫蓓蕾. 神東2-2煤鏡質(zhì)組大分子結(jié)構(gòu)模型13C-NMR譜的構(gòu)建與修正[J]. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào)，2011，39（9）：652-657.

[11] 錢琳，孫紹增，王東，等. 兩種褐煤的13C-NMR特征及CPD高溫快速熱解模擬研究[J]. 煤炭學(xué)報(bào)，2013，38（3）：455-460.

[12] 許修強(qiáng)，王紅巖. 油砂油泥含油率測(cè)定方法研究[J]. 化工科技，2008，16（4）：1-4.

[13] Zoran ujovia，Radivoje Srejia. Structural analysis of aleksinac oil shale kerogen by high-resolution solid-state13C-NMR spectroscopy[J].Fuel，1995，74（12）：1903-1909.

[14] 秦匡宗，吳肖令. 撫順油頁(yè)巖熱解成烴機(jī)理——固體13C核磁波譜技術(shù)的應(yīng)用[J]. 石油學(xué)報(bào)：石油加工，1990，6（1）：36-44.

[15] 秦匡宗，趙玉裕. 用固體13C核磁共振技術(shù)研究黃縣褐煤的化學(xué)結(jié)構(gòu)[J]. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào)，1990，18（1）：1-7.

[16] 秦匡宗，郭紹輝，黃第藩，等. 用13C NMR波譜技術(shù)研究烴源巖顯微組分的化學(xué)結(jié)構(gòu)與成烴潛力[J]. 石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，1995，19（4）：87-94.

[17] 秦匡宗，勞永新. 茂名和撫順油頁(yè)巖組成結(jié)構(gòu)的研究——有機(jī)質(zhì)的芳碳結(jié)構(gòu)[J]. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào)，1985，13（2）：133-140.

[18] 秦匡宗，郭紹輝. 石油瀝青質(zhì)[M]. 北京：石油工業(yè)出版社，2002：1-4.

[19] 秦匡宗，陳德玉，李振廣. 干酪根的13C NMR研究——用有機(jī)碳三種結(jié)構(gòu)組成表征干酪根的演化[J]. 科學(xué)通報(bào)，1990，22：1729-1733.

[20] 彭立才，韓德馨，邵文斌，劉青文. 柴達(dá)木盆地北緣侏羅系烴源巖干酪根13C 核磁共振研究[J]. 石油學(xué)報(bào)，2002，23（2）：34-37.

[21] 王啟軍，陳建渝. 油氣地球化學(xué)[M]. 北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，1988：132-136.

Study on structural features of oil sands with solid state13C NMR

WANG Qing，WANG Zhichao，JIA Chunxia，GONG Guoxi
（School of Energy and Power Engineering，Northeast Dianli University，Jilin 132012，Jilin，China）

Chemical structure of bitumen from oil sand was studied with13C NMR. Through the analysis of the NMR spectra, 12 carbon skeleton parameters characterizing oil sand bitumen structure were obtained. As the result of the analysis，content of lipid carbon in oil sand bitumen was around 60%，showing predominant lipid carbon structure. The major component of aliphatic carbon，methylene carbon was mostly in the aliphatic chain. The average length of aliphatic chains was less than 8 carbon atoms，which belonged to medium length. Aromatic carbon content was less than 40%，and protonated aromatic carbons were greater than non-protonated aromatic carbons. Bridghead aromatic carbon was the most in the non-protonated aromatic carbons，inferring aromatic carbon in the polycyclic mode. Carbonyl carbon in oil sand bitumen accounted for only an extremely small amount. Although according to elemental composition，oil sand bitumen could be classified as Type Ⅰ kerogen，but there was difference in hydrocarbon generation potential and structure characteristics. The oil sand bitumen was not the degradation product of kerogen.

oil sand bitumen；solid state13C NMR；chemical structure characteristics

TK 223

A

1000-6613（2014）06-1392-05

10.3969/j.issn.1000-6613.2014.06.006

2013-10-18；修改稿日期：2013-11-05。

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51276034）。

及聯(lián)系人：王擎（1964—），男，博士，教授，博士生導(dǎo)師。E-mail rlx888@126.com。離[7]。但是對(duì)于油潤(rùn)型油砂，在工業(yè)抽提的過(guò)程中使用溶劑抽提法不能獲得全部的瀝青質(zhì)，仍有一定的殘留。鑒于這種情況，研究這類油砂瀝青質(zhì)碳結(jié)構(gòu)骨架適合采用固體13C NMR技術(shù)。

油砂又稱瀝青砂，是由瀝青質(zhì)、水、富礦黏土和沙粒組成的混合物[1-2]。由于世界石油需求日益增長(zhǎng)以及石油價(jià)格居高不下。油砂作為非常規(guī)油氣，可替代傳統(tǒng)化石燃料，因其儲(chǔ)量豐富，得到了世界各地的廣泛關(guān)注[3-4]。目前國(guó)內(nèi)外油砂瀝青質(zhì)分離方法主要有3種：熱堿水分離法、溶劑抽提法和熱解干餾法[5-6]。通常，水潤(rùn)型油砂適合水洗法分離，油潤(rùn)型油砂適合用有機(jī)溶劑萃取分離或熱解干餾分