石油化学是研究石油及其产品的化学组成、性质、转化过程和应用的科学领域。中国每年的原油消费量超过7亿吨，石油产业对中国GDP的贡献率约为5%-10%。开展石油化学研究对于保障国家能源安全、推动经济发展、促进科技进步和实现可持续发展具有重要意义。通过深入研究石油的组成、性质、加工过程转化机理，可以提高石油资源的利用效率，开发新型石油化工产品，推动产业升级，减少对环境的污染，为实现国家能源战略和经济发展目标提供科技支撑。

 

石油化学研究的主要对象是重质油，即原油中的重质组分（难挥发组分）或天然稠油，广义上也包括生物质热解油、煤及油页岩液化产物等替代燃料。石油是自然界中最为复杂的混合物，由烃类和杂原子化合物组成，尽管人类利用石油已经有超过百年的历史，但在单体化合物水平上对石油的化学认识却非常有限。

•  组成分析

石油的物理性质和化学反应性能本质上决定于其化学组成，因此石油化学研究的一个重要内容是石油的化学组成分析，包括元素、组分、分子等不同层次的化学组成表征。另一方面，石油中很多单体化合物可以作为生物标志化合物用来研究石油的成因机理，为石油勘探提供重要的地球化学信息。

石油分子组成分析一直是分析化学领域最具挑战性的任务之一。课题组长期致力于分析方法开发，包括复杂石油基质中特定化合物的选择性分离方法、混合物分子组成表征方法等。

 

• 组成与宏观性质的关系

工业生产中人们习惯于通过分析石油及石油产品的性质来实现生产过程和产品的质量控制，涉及数十项不同的性质分析，这些性质一部分是面向使用性能提出的，但很大一部分实际上是对化学组成的控制，由于分子组成表征非常困难，在生产中通过性质分析反映油品的化学组成是一种有效的方法。

宏观性质的决定因素是化学组成，随着分析技术的不断进步，研究分子组成与宏观性质间的关系，通过分析分子组成预测油品性质是石油化学相关技术发展的必然趋势，不仅可以实现多种性质的快速预测，而且可以为产品性能提升提供直接的理论依据。

 

• 转化机理与转化规律

石油加工是将原油转化为有用的产品，如汽油、柴油、航空燃料、润滑油、石蜡、沥青和各种各样的石化产品等的过程。这个过程涉及多种工艺和反应类型，包括热裂化、催化裂化、催化重整、加氢裂化、加氢精制、烷基化等。石油加工工艺的选择和组合取决于原油的组成、所需产品的性质和不断变化的市场需求。

石油加工过程的基本反应机理比较明确，如热反应的自由由基反应机理、催化裂化过程的正碳离子机理，然而石油组成非常复杂，不同来源原油的化学组成可能存在巨大差异，具体到化合物层面，石油加工过程的反应机理和反应规律并不明确，甚至说是认知非常有限，因为在相当长的时期内，人们根本没有能力表征石油（重质油）的分子组成。