磁性纳米粒子用于耗尽油中的芳族化合物的用途技术领域
本发明的方法涉及使用超顺磁性或顺磁性纳米粒子从原油中耗尽(大
大减少，耗竭，deplete)芳族化合物。
背景技术
从地下储层生产的原油是许多不同的烃的混合物；最常见的分子是烷
烃、环烷烃、芳族烃，或更复杂的化学品如沥青质。每种类型的原油具有
影响物理和化学性质，如密度和粘度的分子的独特混合物。
烷烃，也称为石蜡，是具有仅含有碳和氢的直链或支链的饱和烃。烷
烃通常含有高达50个碳原子。环烷烃，也称为环烷属，是具有一个或多
个碳环的饱和烃。环烷烃具有烷烃相似的性质，但具有较高的沸点。
芳族烃是具有一个或多个称为包含六个离域π电子的苯环的平面六碳
环的不饱和烃。原油中的芳族化合物是不期望的，这是因为在燃烧期间会
产生烟灰并往往在燃烧时具有乌黑火焰。
此外，硫经常会引入到大芳族分子中。硫会降低原油质量，并因此降
低经济价值，因为它会导致环境问题并需要大精炼，以满足消费国中关于
燃料强制规定的硫标准。
石油工业一般根据原油生产的地理位置、其API比重(美国石油学会
比重指数)和其硫含量分类原油。原油如果具有低密度则被认为是轻质的
或如果具有高密度则被认为是重质的，并且如果它包含相对少的硫则称之
为甜味，或如果它包含高硫含量则称之为酸味。
轻质原油比重质油更合乎需要，因为它会生产出更高产率的汽油，同
时甜味油会比酸味油值得更高的价格，因为它具有更少的环境问题，并需
要更少的精炼就能满足消费国中关于燃料强制规定的硫标准。
芳族分子能够存在于含有许多环的络合物结构中而这些环之间的非
键合(称为π-π重叠)相互作用是很强的而因此甚至几个环的纯化合物在
室温下是固体的，其中当量(依据碳原子数目)标准石蜡在相同条件下却
是粘性液体。因而芳族化合物在原油中的含量越大，原油的粘度越高，这
对于油运输是不合需要的。
正是这些化合物类型(芳族化合物、石蜡和环烷烃)的比率会影响原
油的质量、密度、酸度和粘度。
此外，从健康角度而言，芳族化合物往往致癌，因此很明显芳族化合
物在这方面也是在原油中不合乎需要的。
综上，原油中的芳族化合物
a)降低原油品质
b)导致粘度增加，石油运输过程中流动性降低
c)导致黑烟，并因此导致空气污染，对环境具有负面影响
d)是致癌的并在与人皮肤、肺(当在气相中吸入时)等接触时会导
致健康问题和癌症潜在发病。
e)常在多环芳族烃分子中含有引入的硫原子
f)导致更高的炼油成本以从原油中除去芳族和多环芳族烃(含例如
硫)
这些分子能够在通常涉及沸点蒸馏的上游炼油工艺中从原油中除去。
芳族烃、杂原子芳族化合物和多核芳族化合物通常通过相传递过程除去。
US 20090050315公开了通过增强油井的天然厌氧微生物种群的生化
功能来还原性生物转化原油的芳族组分的原油粘度降低法。方法包括提供
含有能够降低芳族烃的厌氧微生物种群的注入水。
已经公开的方法使用固体吸附材料用于处理烃进料流以除去不期望
的化合物，包括含氮和硫的化合物。例如，美国专利号4,846,962公开了
用于从溶剂提取油中通过其吸附到固体酸性极性吸收材料上而选择性地
除去碱性氮化合物的方法。根据溶剂提取方法，随所需油馏分存在的碱性
氮化合物与被确定为优选的二氧化硅-氧化铝型，科琴(Ketjen)高氧化铝
基(无定形)和H-Y型沸石(结晶)的吸附剂接触。此外，对吸附剂施加
各种处理以改善其效率。它还公开，吸附剂能够，例如，通过用热氢气流
吹扫而再生。
US 20100147647和US 20090120842公开了通过将进料流与一种或多
种选自活性白土、氧化铝、硅胶和活性碳的固体吸附剂物质在混合容器中
接触以优化不期望的化合物的吸收，接着将混合物进行常压闪蒸和真空闪
蒸以回收具有降低不期望的化合物含量的预吸附沸程产物而降低杂原子
和含氮和硫的多核芳族化合物的原油进料流的处理。
US 8,021,540描述了烃油如煤油或柴油脱硫的方法，通过这种方法硫
化合物减少。方法包括使含有噻吩化合物、苯并噻吩化合物、二苯并噻吩
化合物或芳族烃的烃油与固体酸催化剂和/或其上具有负载的过渡金属氧
化物的活性碳接触，以由此对油脱硫。固体酸催化剂优选是选自硫酸根/
氧化锆、硫酸根/氧化铝、硫酸根/氧化锡、硫酸根/氧化铁、钨酸/氧化锆和
钨酸/氧化锡的固体超强酸催化剂。
存在一种普遍的共识是，平均原油质量呈下降趋势。总炼油原油板岩
的平均API比重和硫含量因地区而异；一些地区加工比其他更轻、更甜的
原油板岩。然而，随着时间的推移，全球原油板岩的平均质量逐渐下降。
平均API比重一直呈下降。平均硫含量已经加速提高，这种趋势可能会在
可预见的未来持续。因此，芳族化合物是原油的高度不期望的成分。因此，
在工业中对于在上游精炼工艺中从原油中除去这些分子的方法仍存需要。
发明内容
本发明的第一方面涉及包括耗尽原油中的化合物的含量的处理所述
原油的方法，所述化合物选自由芳族烃和杂原子芳族化合物和多核芳族化
合物组成的组，所述方法包括i)将原油与超顺磁性或顺磁性纳米粒子接
触，所述超顺磁性或顺磁性纳米粒子包含可选地涂覆有无机或有机化合物
的超顺磁性或顺磁性核，或包含超顺磁性或顺磁性材料的复合核(复合材
料核，composite core)，纳米粒子包含源自顺磁性核或源自围绕核的涂层
的化学官能团。
本发明的第二方面涉及提高原油的API比重并降低所述油粘度的方
法，包括耗尽所述原油中的化合物的含量，所述化合物选自由芳族烃和杂
原子芳族化合物和多核芳族化合物组成的组，所述方法包括i)将原油与
含化学官能团的超顺磁性或顺磁性纳米粒子接触。
本发明的第三方面涉及包括耗尽原油中的化合物的含量的生产包含
较少含硫芳族化合物的油或其他有机燃料的方法，所述化合物选自由芳族
烃和杂原子芳族化合物和多核芳族化合物组成的组，所述方法包括i)将
原油与含化学官能团的超顺磁性或顺磁性纳米粒子接触。
根据第一方面的任何实施方式，方法包括以下步骤：
i)将原油与含化学官能团的超顺磁性或顺磁性纳米粒子接触，
ii)用纳米粒子络合(复合，complex)所述原油中选自由芳族烃和杂
原子芳族化合物和多核芳族化合物组成的组中的化合物的至少一部分，以
形成芳族化合物-纳米粒子络合物(芳族化合物-纳米粒子复合物，aromatic
compound-nanoparticle complex)；
iii)通过施加磁场从原油中除去芳族化合物-纳米粒子络合物，以提供
耗尽芳族化合物含量的原油。
根据第一方面的任何实施方式，超顺磁性或顺磁性粒子的直径在1nm
至10μm之间，优选在1至1000nm的范围内。
根据第一方面的任何实施方式，纳米粒子的粒径在1至500nm的范
围内，如在3至500nm的范围内，优选在5至300nm的范围内，如在
7.5至200nm的范围内，典型地在10至250nm的范围内，更优选在10
至100nm的范围内。
根据第一方面的任何实施方式，本发明涉及用于耗尽原油中的以下中
的至少一种的方法：苯、二甲苯、甲苯、酚；多环芳族烃(PAH)，包括
萘和1,2-苯并芘；包含氮、硫和/或氧作为环结构中的杂原子的杂原子芳族
化合物，包括噻吩、苯并噻吩和二苯并噻吩；和沥青质。
根据第一方面的任何实施方式，化学官能团选自由以下组成的组：羧
基(例如，羧酸基团)、环氧、醚、酮、胺、羟基、烷氧基、烷基、芳基、
芳烷基、烷芳基、内酯、离子基团如铵基团和/或羧酸盐基团、聚合物或低
聚物基团或包含上述官能团中的至少一种的组合，优选羟基、羧酸、羧酸
根离子或盐、胺或铵离子或盐。
根据第一方面的任何实施方式，超顺磁性或顺磁性纳米粒子具有至少
部分涂覆有有机化合物或无机化合物的超顺磁性或顺磁性核。有机化合物
选自由以下组成的组：抗体、2-200个氨基酸的肽、氨基酸、多糖、糖、
包括DNA或RNA的核苷酸或核苷、C1-C30烷基、C1-C30烯基、C1-C30炔
基、C1-C30醚、C1-C30胺、C1-C30酯、C1-C30酰胺、以及其组合。
可替换地，有机化合物利用选自由以下组成的组的基团封端：羟基、
烷氧基、羧酸、羧酸根离子或盐、以及胺或铵盐。
根据第一方面的任何实施方式，粒子至少部分涂覆有选自由以下组成
的组的有机化合物：具有羧酸官能团、羟基官能团和/或胺官能团的丙烯酸
聚合物链；聚胺如聚乙烯胺或聚乙烯亚胺；聚(亚烷基二醇)如聚(乙二醇)
和聚(丙二醇)、以及多糖链。
根据第一方面的任何实施方式，化学官能团至少部分用无机或有机化
合物进一步官能化以提供官能团的组合。化学官能团的组合能够位于选自
由以下组成的组的化合物上：抗体、2-200个氨基酸的肽、氨基酸、多糖、
糖、包括DNA或RNA的核苷酸或核苷、C1-C30烷基、C1-C30烯基、C1-C30
炔基、C1-C30醚、C1-C30胺、C1-C30酯、C1-C30酰胺、以及其组合。
根据第一方面的任何实施方式，有机化合物选自由以下组成的组：聚
合物如多糖、藻酸盐、壳聚糖、PEG、葡聚糖或聚乙烯胺；和有机酸。
根据第一方面的任何实施方式，超顺磁性或顺磁性纳米粒子是用羟基
部分进行官能化的超顺磁性或顺磁性纳米粒子。
根据第一方面的任何实施方式，超顺磁性或顺磁性纳米粒子由铁、金、
银、钯、镍或钴、或其合金制成。
根据第一方面的任何实施方式，超顺磁性或顺磁性纳米粒子是磁铁矿
(Fe3O4)纳米粒子。
根据一个进一步的方面，本发明涉及包含原油和超顺磁性纳米粒子的
组合物，所述纳米粒子可选地含有化学官能团。
根据还有的一个进一步的方面，本发明涉及通过根据第一、第二和第
三方面的任何实施方式的方法可获得的硫含量耗尽的油。
根据还有的一个进一步的方面，本发明涉及通过根据第一、第二和第
三方面的任何实施方式的方法可获得的低粘度油。
根据还有的一个进一步的方面，本发明涉及芳族化合物如芳族烃和杂
原子芳族化合物和多核芳族化合物中的至少一种的含量耗尽的油，通过根
据第一、第二和第三方面的任何实施方式的方法可获得。
根据还有的一个进一步的方面，本发明涉及通过根据第一、第二和第
三方面的任何实施方式的方法可获得的原油馏分。
根据还有的一个进一步的方面，本发明涉及顺磁性或超顺磁性纳米粒
子用于从原油中去除芳族烃、杂原子芳族化合物和/或多核芳族化合物的用
途。
根据还有的一个进一步的方面，本发明涉及顺磁性或超顺磁性纳米粒
子用于提供具有降低的含量/浓度的含硫芳族化合物的油的用途。
附图说明
图1描绘了本发明方法的一个实施方式，其中在第一步骤中超顺磁性
或顺磁性粒子利用原油温育。优选的纳米粒子是羟基化的纳米粒子如磁铁
矿(Fe3O4)纳米粒子。粒子非共价地结合至油中的芳族化合物。通过施
加静态磁力至含纳米粒子的油除去粒子，从而生产芳族化合物含量耗尽的
油。
具体实施方式
本发明背离芳族烃、杂原子芳族化合物和多核芳族化合物去除的相转
移方法(phase transitive method)，相反是利用包括使用含化学官能团的超
顺磁性纳米粒子的新的物理吸附方法。本发明背离对于芳族化合物是选择
性的其他吸附方法，而是对于含氮或硫的化合物具有选择性的吸附方法。
术语“芳族化合物”是指环中包含电子闭环，最常见的是六个电子闭
环，具有横向性特征的化学化合物。术语芳族烃是指简单芳族化合物如苯、
二甲苯、甲苯...至多环芳族烃(PAH)从萘和1,2-苯并芘及其衍生物至沥
青质。
术语杂原子芳族化合物和多核芳族化合物是指环结构中包含氮、硫和
/或氧杂原子的芳族化合物。实例包括噻吩化合物、苯并噻吩化合物和二苯
并噻吩。
噻吩是含有一个或多个硫原子作为杂原子的杂环硫化合物及其衍生
物，其中杂环是具有芳香性(二或更多双键)而并不与苯环稠合的五元或
六元环。噻吩包括具有杂环彼此稠合的结构的化合物。噻吩，也被称为硫
茂，是具有C4H4S分子式的硫化合物。其他典型噻吩的实例包括甲基噻吩
(硫杂甲苯)、噻喃(戊噻吩)、并噻吩(thiophthene)、四苯基噻吩(四苯
基噻酚)、二噻吩基甲烷、以及这些化合物的衍生物。
苯并噻吩是含有一个或多个硫原子作为杂原子的杂环硫化合物及其
衍生物，其中杂环是具有芳香性(两个或更多双键)并与一个苯环稠合的
五元或六元环。苯并噻吩也被称为硫茚或硫杂香豆酮(thiocoumarone)。
作为其他典型苯并噻吩的实例，提供有烷基苯并噻吩如甲基苯并噻吩、二
甲基苯并噻吩、三甲基苯并噻吩、四甲基苯并噻吩、五甲基苯并噻吩、六
甲基苯并噻吩、甲基乙基苯并噻吩、二甲基乙基苯并噻吩、三甲基乙基苯
并噻吩、四甲基乙基苯并噻吩、五甲基乙基苯并噻吩、甲基二乙基苯并噻
吩、二甲基二乙基苯并噻吩、三甲基二乙基苯并噻吩、四甲基二乙基苯并
噻吩、甲基丙基苯并噻吩、二甲基丙基苯并噻吩、三甲基丙基苯并噻吩、
四甲基丙基苯并噻吩、五甲基丙基苯并噻吩、甲基乙基丙基苯并噻吩、二
甲基乙基丙基苯并噻吩、三甲基乙基丙基苯并噻吩和四甲基乙基丙基苯并
噻吩；硫杂色烯(thiachromene)、二硫杂萘、以及这些化合物的衍生物。
二苯并噻吩是含有一个或多个硫原子作为杂原子的杂环硫化合物及
其衍生物，其中杂环是具有芳香性(两个或更多双键)并与两个苯环稠合
的五元或六元环。二苯并噻吩也称为硫芴或对甲基苯基硫脲。4-甲基二苯
并噻吩和4,6-二甲基二苯并噻吩也已知是本领域内加氢精炼难脱硫的化合
物。作为其他典型二苯并噻吩的实例，提供有烷基二苯并噻吩如三甲基二
苯并噻吩、四甲基二苯并噻吩、五甲基二苯并噻吩、六甲基二苯并噻吩、
七甲基二苯并噻吩、八甲基二苯并噻吩、甲基乙基二苯并噻吩、二甲基乙
基二苯并噻吩、三甲基乙基二苯并噻吩、四甲基乙基二苯并噻吩、五甲基
乙基二苯并噻吩、六甲基乙基二苯并噻吩、七甲基乙基二苯并噻吩、甲基
二乙基二苯并噻吩、二甲基二乙基二苯并噻吩、三甲基二乙基二苯并噻吩、
四甲基二乙基二苯并噻吩、五甲基二乙基二苯并噻吩、六甲基二乙基二苯
并噻吩、七甲基二乙基二苯并噻吩、甲基丙基二苯并噻吩、二甲基丙基二
苯并噻吩、三甲基丙基二苯并噻吩、四甲基丙基二苯并噻吩、五甲基丙基
二苯并噻吩、六甲基丙基二苯并噻吩、七甲基丙基二苯并噻吩、甲基乙基
丙基二苯并噻吩、二甲基乙基丙基二苯并噻吩、三甲基乙基丙基二苯并噻
吩、四甲基乙基丙基二苯并噻吩、五甲基乙基丙基二苯并噻吩和六甲基乙
基丙基二苯并噻吩；二硫杂蒽(二硫化二苯撑(diphenylene disulfide))、
噻吨(二苯并噻喃或硫化二苯基甲烷(diphenylmethane sulfide))、以及这
些化合物的衍生物。
如所述，作为沸点蒸馏方法的替代方法，在上游精炼工艺中从原油中
去除芳族烃和杂原子芳族化合物和多核芳族化合物的方法仍存需要。本发
明涉及一种通过本文中描述的方法可获得的原油馏分。
本发明涉及一种生产含有较少芳族化合物，特别是含硫芳族化合物的
油的方法，方法包括耗尽所述原油中选自由芳族烃和杂原子芳族化合物和
多核芳族化合物组成的组中的化合物的含量，所述方法包括i)将原油与
含化学官能团的超顺磁性或顺磁性纳米粒子接触。
更一般而言，本发明涉及包括耗尽所述原油中选自由芳族烃和杂原子
芳族化合物和多核芳族化合物组成的组中的化合物的含量的处理原油的
方法，所述方法包括i)将原油与含化学官能团的超顺磁性或顺磁性纳米
粒子接触。
本发明的一个技术方面涉及一种提高原油的API比重和降低所述油
的粘度的方法，包括耗尽所述原油中选自由芳族烃和杂原子芳族化合物和
多核芳族化合物组成的组中的化合物的含量，所述方法包括i)将原油与
含化学官能团的超顺磁性或顺磁性纳米粒子接触。
本发明的方法典型地涉及以下步骤：
i)将原油与含化学官能团的超顺磁性或顺磁性纳米粒子接触，
ii)用纳米粒子络合所述原油中选自由芳族烃和杂原子芳族化合物和
多核芳族化合物组成的组中的化合物的至少一部分，以形成芳族化合物-
纳米粒子络合物；
iii)通过施加磁场从原油中去除芳族化合物-纳米粒子络合物，以提供
耗尽芳族化合物含量的原油。
本发明的方法提供硫含量耗尽和/或芳族化合物含量耗尽和/或粘度降
低的油。
方法涉及耗尽油中，尤其是原油中选自由芳族烃和杂原子芳族化合物
和多核芳族化合物组成的组中的芳族化合物的含量。通常而言，方法的目
的是去除、耗尽或降低至少一种类型的选自由苯、二甲苯、甲苯、酚；多
环芳族烃(PAH)，包括萘和1,2-苯并芘；包含氮、硫和/或氧作为环结构
中的杂原子的杂原子芳族化合物，包括噻吩、苯并噻吩和二苯并噻吩；和
来自油的沥青质组成的组中的芳族化合物的含量。
方法涉及含化学官能团的超顺磁性或顺磁性纳米粒子的使用。粒子本
质上是顺磁性的，因为当置于磁场中时它们会吸引至磁体，但在移除磁场
时并不保留磁记忆。这种特性会防止聚结，并允许顺磁特性。顺磁性粒子
的磁性可以用于粒子的易分散作用。顺磁性材料包括大多数化学元素和一
些化合物，它们具有大于或等于1的相对磁导率(即，正磁化率)，并因
此被吸引到磁场。粒子具有化学性质，以通过任何数量的元素或化合物已
经获得。粒子由于使用有机超顺磁性或顺磁性化合物、金属超顺磁性或顺
磁性化合物或有机金属超顺磁性或顺磁性化合物而可以是超顺磁性或顺
磁性的。
超顺磁性或顺磁性粒子的磁性可以是由于包含选自由锂、氧、钠、镁、
铝、钙、钛、锰、铁、钴、镍、锶、锆、钼、钌、铑、钯、锡、钡、铈、
钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、锇、钨、钨铱、钨和铂组成的组
中的元素所致。顺磁性粒子的强磁性通过含铁、钯、铂和稀土元素的化合
物表现。因此，粒子优选包含选自由铁、钯、铂、和稀土元素组成的组中
的元素。
粒子可以含有超顺磁性或顺磁性核，可选地涂覆有无机或有机化合
物；或可以含有顺磁性和非顺磁性化合物的复合核。超顺磁性或顺磁性粒
子可以至少部分涂覆有有机化合物或无机化合物。聚合物是合适的非顺磁
性化合物。用于复合核的聚合物的实例包括苯乙烯型聚合物或共聚物、(甲
基)丙烯酸酯聚合物或共聚物、或高度共轭的芳族聚合物。
如所述，粒子的化学官能团可以来自粒子(来自自身的粒子核组合物)
或来自围绕粒子的涂层。化学官能团可以选自由羧基(例如，羧酸基团)、
环氧、醚、酮、胺、羟基、烷氧基、烷基、芳基、芳烷基、烷芳基、内酯、
离子基团如铵基团和/或羧酸盐基团，聚合物或低聚物基团或包含前述官能
团中的至少一种的组合组成的组中，优选羟基、羧酸、羧酸根离子或盐、
胺或铵离子或盐。
在一些实施方式中，超顺磁性或顺磁性粒子至少部分涂覆有有机化合
物或无机化合物。可替换地，化学官能团可以位于包含铁、金、银、钯、
镍、钴基核或其合金，包含化学官能团如羟基(-OH)部分的粒子的核组
合物上。在一个优选的实施方式中，超顺磁性或顺磁性纳米粒子是包含羟
基基团作为化学官能团的磁铁矿(Fe3O4)纳米粒子。不受限于特定的理
论，可以设想，面积与体积比依赖性的表面能和与羟基化的表面相互作用
的离域π电子云导致芳族化合物积累。因此，一个优选实施方式包括10
至100nm的羟基化磁铁矿(Fe3O4)纳米粒子。
化学官能团可以是可替换地来自粒子或围绕粒子的涂层。超顺磁性或
顺磁性粒子可以至少部分涂覆有有机化合物或无机化合物。粒子可以包括
超顺磁性或顺磁性核并可以涂覆有无机或有机化合物。化学官能团可以位
于无机或有机涂层上。因此，粒子可以包含进一步含有含无机或有机化合
物或聚合物的涂层的超顺磁性或顺磁性粒子，其中所述涂层包含化学官能
团。有机或无机化合物可以是至少部分地覆盖粒子的聚合物或分子涂层。
至少部分涂覆有无机化合物，如二氧化硅的纳米粒子，是本发明的方
法的进一步的实施方式。
有机化合物可以选自由以下组成的组：抗体、2-200个氨基酸的肽、
氨基酸、多糖、糖、包括DNA或RNA的核苷酸或核苷、C1-C30烷基、C1-C30
烯基、C1-C30炔基、C1-C30醚、C1-C30胺、C1-C30酯、C1-C30酰胺、及其组
合，利用选自由羟基、烷氧基、羧酸、羧酸根离子或盐、胺或铵盐组成的
组中的基团封端。合适地，涂层选自由多糖、藻酸盐、壳聚糖、PEG、葡
聚糖、聚乙烯胺和有机酸组成的组。在合适的实施方式中，粒子至少部分
涂覆有选自由以下组成的组中的有机化合物：聚合物链如具有羧酸官能
团、羟基官能团，和/或胺官能团的丙烯酸链；聚胺如聚乙烯胺或聚乙烯亚
胺；聚(亚烷基二醇)如聚(乙二醇)和聚(丙二醇)、以及多糖链。
超顺磁性或顺磁性粒子可以具有随后用无机或有机化合物官能化以
提供官能团的组合的化学官能团。化学官能团的组合可以位于选自由以下
组成的组的化合物上：抗体、2-200个氨基酸的肽、氨基酸、多糖、糖、
包括DNA或RNA的核苷酸或核苷、C1-C30烷基、C1-C30烯基、C1-C30炔
基、C1-C30醚、C1-C30胺、C1-C30酯、C1-C30酰胺、以及其组合。化合物可
以封端于化学官能团或可以在沿着其结构的任何位置包含化学官能团。
通常而言，化合物包含至少一个选自由羟基、烷氧基、羧酸、羧酸根
离子或盐、胺或铵盐组成的组中的官能团。
超顺磁性或顺磁性粒子的直径通常在1nm-10μm之间，优选在1-1000
nm的范围内。可替换所述的，纳米粒子的粒径在1-500nm的范围内，如
在3-500nm的范围内，优选在5-300nm的范围内，如在7.5-200nm的范
围内，典型地在10-250nm的范围内，更优选在10-100nm的范围内。
根据第一方面，本发明涉及包括耗尽所述原油中的化合物的含量的处
理原油的方法，所述化合物选自由芳族烃和杂原子芳族化合物和多核芳族
化合物组成的组，所述方法包括i)将原油与含化学官能团的超顺磁性或
顺磁性纳米粒子接触。
根据第二方面，本发明涉及提高原油的API比重并降低所述油的粘度
的方法，包括耗尽所述原油中选自由芳族烃和杂原子芳族化合物和多核芳
族化合物组成的组中的化合物的含量，所述方法包括i)将原油与含化学
官能团的超顺磁性或顺磁性纳米粒子接触。
根据第三方面，本发明涉及包括耗尽所述原油中的化合物的含量的用
于生产包含较少含硫芳香族化合物的油或其他有机燃料的方法，所述化合
物选自由芳族烃和杂原子芳族化合物和多核芳族化合物组成的组，所述方
法包括i)将原油与含化学官能团的超顺磁性或顺磁性纳米粒子接触。
根据第一或第二方面的一个实施方式，所获得的油或有机燃料产品耗
尽了含硫芳族化合物。
根据任何上述方面的一个实施方式，方法能够含有以下步骤：
iv)将原油与含化学官能团的超顺磁性或顺磁性纳米粒子接触，
v)用纳米粒子络合所述原油中选自由芳族烃和杂原子芳族化合物和
多核芳族化合物组成的组中的化合物的至少一部分，以形成芳族化合物-
纳米粒子络合物；
vi)通过施加磁场从原油中去除芳族化合物-纳米粒子络合物，以提供
耗尽芳族化合物含量的原油。
根据任何上述方面的一个实施方式，方法超顺磁性或顺磁性粒子的直
径在1nm至10μm之间，优选在1至1000nm的范围内。
根据任何上述方面的一个实施方式，纳米粒子的粒径在1至500nm
的范围内，如在3至500nm的范围内，优选在5至300nm的范围内，如
在7.5至200nm的范围内，典型地在10至250nm的范围内，更优选在
10至100nm的范围内。
根据任何上述方面的一个实施方式，方法涉及用于耗尽原油中的以下
中的至少一种的方法：苯、二甲苯、甲苯、酚；多环芳族烃(PAH)，包
括萘和1,2-苯并芘；包含氮、硫和/或氧作为环结构中的杂原子的杂原子芳
族化合物，包括噻吩、苯并噻吩和二苯并噻吩；和沥青质。
根据任何上述方面的一个实施方式，化学官能团来自粒子或围绕粒子
的涂层。
根据任何上述方面的一个实施方式，化学官能团选自由以下组成的
组：羧基(例如，羧酸基团)、环氧、醚、酮、胺、羟基、烷氧基、烷基、
芳基、芳烷基、烷芳基、内酯、离子基团如铵基团和/或羧酸盐基团、聚合
物或低聚物基团或包含前述官能团至少之一的组合，优选羟基、羧酸、羧
酸根离子或盐、胺或铵离子或盐。
根据任何上述方面的一个实施方式，超顺磁性或顺磁性粒子至少部分
涂覆有有机化合物或无机化合物。有机化合物能够选自由以下组成的组：
抗体、2-200个氨基酸的肽、氨基酸、多糖、糖、包括DNA或RNA的核
苷酸或核苷、C1-C30烷基、C1-C30烯基、C1-C30炔基、C1-C30醚、C1-C30胺、
C1-C30酯、C1-C30酰胺、以及其组合。有机化合物可以利用选自由羟基、
烷氧基、羧酸、羧酸根离子或盐、以及胺或铵盐组成的组中的基团封端。
根据任何上述方面的一个实施方式，粒子至少部分涂覆有选自由以下
组成的组的有机化合物：具有羧酸官能团、羟基官能团和/或胺官能团的丙
烯酸聚合物链；聚胺如聚乙烯胺或聚乙烯亚胺；聚(亚烷基二醇)如聚(乙二
醇)和聚(丙二醇)，以及多糖链。
根据任何上述方面的一个实施方式，化学官能团至少部分用无机或有
机化合物进一步官能化，以提供官能团的组合。化学官能团的组合能够位
于选自由抗体、2-200个氨基酸的肽、氨基酸、多糖、糖、包括DNA或
RNA的核苷酸或核苷、C1-C30烷基、C1-C30烯基、C1-C30炔基、C1-C30醚、
C1-C30胺、C1-C30酯、C1-C30酰胺、以及其组合组成的组中的化合物上。
根据任何上述方面的一个实施方式，有机化合物选自由以下组成的
组：聚合物，如多糖、藻酸盐、壳聚糖、PEG、葡聚糖或聚乙烯胺；和有
机酸。
根据任何上述方面的一个实施方式，超顺磁性或顺磁性纳米粒子是用
羟基部分官能化的超顺磁性或顺磁性纳米粒子。
根据任何上述方面的一个实施方式，超顺磁性或顺磁性纳米粒子由
铁、金、银、钯、镍或钴、或其合金制成。
根据任何上述方面的一个实施方式，超顺磁性或顺磁性纳米粒子是磁
铁矿(Fe3O4)纳米粒子。
根据一个进一步的方面，本发明涉及包含原油和超顺磁性纳米粒子的
组合物，所述纳米粒子可选地含有化学官能团。
根据还有的一个进一步的方面，本发明涉及通过根据第一、第二和第
三方面的任何实施方式的方法可获得的硫含量耗尽的油。
根据还有的一个进一步的方面，本发明涉及通过根据第一、第二和第
三方面的任何实施方式的方法可获得的低粘度油。
根据还有的一个进一步的方面，本发明涉及芳族化合物如芳族烃和杂
原子芳族化合物和多核芳族化合物中的至少一种含量耗尽的油，通过根据
第一、第二和第三方面的任何实施方式的方法可获得。
根据还有的一个进一步的方面，本发明涉及通过根据第一、第二和第
三方面的任何实施方式的方法可获得的原油馏分。
根据还有的一个进一步的方面，本发明涉及顺磁性或超顺磁性纳米粒
子用于从原油中去除芳族烃、杂原子芳族化合物和/或多核芳族化合物的用
途。
根据还有的一个进一步的方面，本发明涉及顺磁性或超顺磁性纳米粒
子用于提供具有含量/浓度降低的含硫芳族化合物的油的用途。