沥青质作为劣质重油中极性最强、溶解度最低、芳香性最高、平均分子量最大的组分,具有显著的受热缔合特性,而这种缔合作用极易引起重油胶体体系相分离,诱发钻井液乳化、管道堵塞、设备结焦等问题,严重危害重油开采、储运和加工全流程处理。考察沥青质的低温受热转变特性对深入理解重油胶体结构和性质提供重要的参考,也对提高重油体系稳定性以及探索沥青质沉积问题的抑制方法等具有十分重要的理论和现实意义。本文以加拿大油砂沥青常压渣油（＞350℃）的正戊烷沥青质为研究对象,以甲苯和四氢萘为分散溶剂,在200～240oC的低温范围内热处理4～8 h,通过元素分析、核磁共振氢谱、核磁共振碳谱和红外光谱表征沥青质的结构组成变化,利用改进的B-L法计算沥青质结构单元的平均分子结构参数,通过X射线衍射表征沥青质聚集体片层结构的变化,采用动态光散射法监测沥青质聚集体的粒径变化,结合电子自旋共振波谱跟踪沥青质聚集体中的稳定自由基含量,系统考察不同热处理温度和时间下沥青质的分子结构和超分子结构的转变特性,探索供氢介质对沥青质结构转变特性的作用规律。研究表明,沥青质在200～240℃低温处理4～8 h后,氢碳原子比降低,结构单元中的芳碳率升高,而烷基碳率减小,表明沥青质主要发生了与芳香环相连的烷基碳链断裂反应,使更多活性自由基产生。沥青质结构单元中的芳香环数增多,红外光谱中芳香C-H键伸缩振动吸收增强,显示其整体芳香性变强。热处理后,沥青质单元芳香片层间距有所减小而堆积高度有所增加,在正戊烷-甲苯溶液中呈现更大粒径的聚集体,表明沥青质芳香片层堆叠结构在低温下即已开始聚并长大。电子自旋共振波谱结果显示,沥青质在低温受热过程中自由基先升高后降低,推测沥青质裂解产生自由基的同时发生缩合反应,增强了结构单元的芳香性,促进了沥青质芳香片层的紧密堆叠。升高温度和延长时间均能够加剧沥青质的结构转变。相比甲苯,四氢萘作为溶剂能够缓和沥青质的结构变化。主要原因一方面可能是四氢萘极性更强,且与沥青质的稠和芳环结构相似,对沥青质聚集体具有较好的分散效果。另一方面推测是四氢萘作为供氢剂极易供出活泼氢,而沥青质烷基链断裂产生自由基,由于四氢萘供氢和自由基夺氢的双重推动,活泼氢即由四氢萘转移至自由基,从而及时封闭自由基,抑制烷基断裂,保护了空间位阻层,使沥青质转化程度较低。转变后的沥青质芳环结构仍为线性渺位缩合,综合改进的B-L法建立了沥青质受热前后的平均分子结构模型。