有机溶剂被广泛应用于重质油固体系的开采、加工过程中，溶剂与重质油分子的相互作用会导致溶剂在常规操作后分离不彻底，造成溶剂损失。然而，关于非常规石油中的重质油组分，尤其是沥青质组分，与溶剂分子的相互作用却鲜有报道。由于沥青质等组分结构的复杂性与多变性，导致其与溶剂的混合物体系难以采用现有热力学准确描述，尤其是在低溶剂含量时，最终使得溶剂夹带与重油组分的关系难以准确获得。
　　本文以加拿大油砂、印尼油砂及伊朗油砂三种典型的非常规石油为原料，以油砂沥青中最复杂成分—沥青质为主要研究对象进行研究，探究沥青质与溶剂分子的作用特性。采用有机元素分析仪、ICP-OES、FT-IR、GPC以及1HNMR对三种沥青质进行分析。三种沥青质的数均分子量依次为：印尼沥青质(1662 Da)＜加拿大沥青质(2482 Da)＜伊朗沥青质(2578 Da)。从官能团角度分析，发现三种沥青质所含官能团种类相似。结合改进的B-L法计算三种沥青质的平均结构参数并进行比较，结果显示：伊朗沥青质的芳碳率(fA)和芳香环系缩合度(HAU/CA)最高，单位结构单元的迫碳数(CF(us))最小，而加拿大沥青质的芳碳率(fA)和芳香环系缩合度(HAU/CA)最低，单位结构单元的迫碳数(CF(us))最大，且伊朗沥青质的结构单元重量(usw=1105.0Da)最小，加拿大沥青质的结构单元重量(usw=1448.7Da)最大。
　　以甲苯为萃取溶剂，采用热重-质谱联用仪(TG-MS)对在不同处理方式下得到的油砂沥青质样品进行分析，发现三种沥青质中均含有残留的甲苯，残留的甲苯分子会在148～163℃以上从沥青质中分离出来。研究发现沥青质中的甲苯残留量受沥青质种类影响，伊朗沥青质对甲苯分子作用力最强，导致伊朗沥青质中甲苯分子的分离温度最高(162.4℃)，残留甲苯的相对量最多。结合三种沥青质的分子结构参数可知，沥青质的芳碳率(fA)和芳香环系缩合度(HAU/CA)越大，结构单元重量(usw)越小，甲苯的残留量越多。此外，三种沥青质均在460℃左右发生热解，且三种沥青质热解均可以产生甲苯。结合沥青质的性质与结构，提出了甲苯残留于沥青质中的初步机理。
　　采用热重-质谱联用仪(TG-MS)对三种油砂沥青及不同沥青质含量的同种油砂沥青进行分析，结果表明，三种沥青中都存在残留甲苯，且三种沥青中的甲苯相对残留量(225℃之前)大小依次为：印尼沥青＞伊朗沥青＞加拿大沥青；并且，对于同一种沥青，其沥青质含量在10wt%～30wt%范围内时，沥青质含量每增加10wt%，沥青中残留的甲苯量会成倍数增加。
　　通过本文的研究，了解了三种沥青质的基本结构信息，明确了油砂沥青和沥青质中均存在残留甲苯，并提出了甲苯残留于沥青质中的初步机理；发现不同种类的油砂沥青和沥青质中的甲苯残留量不同，且同种油砂沥青中沥青质含量越高，甲苯残留量越多。本文为重质油固体系处理过程中溶剂损失的研究提供了理论基础，同时为后续沥青质-溶剂分子相互作用研究提供了新思路、新方法。