激光解吸电离—质谱技术(LDI-MS)能够准确、快速、方便直观地测定渣油的组分分子量分布。本文运用LDI-MS技术结合核磁共振氢谱测试了加氢反应前后轮古渣油各组分平均分子量和相关结构参数,如碳氢比、芳香度、芳香环数等,以此来认识加氢反应对轮古常压渣油组分结构变化的影响。实验结果表明,LDI-MS能有效地解吸并电离渣油分子,各组分质谱未检测到二聚体,说明没有发生分子重聚现象。轮古渣油加氢反应后,碳氢比减小,芳香环侧链断裂,各组分明显轻质化。为了研究重质油分子芳香性强弱分布,本文采用密度泛函方法优化了聚并苯衍生物体系Acen(eA1-A4)、Phenacene(P3-P4)及Helicene(H4)和周萘不同位置单取代衍生物的结构。在结构优化基础上,依据芳香性理论判据简谐振子模型(HOMA)、核独立化学位移(NICS)、对位原子离域(PDI)对所选体系的芳香性进行表征,并对聚并苯衍生物体系内外环芳香性的分布及其原因和周萘衍生物取代环和未取代环的芳香性进行了深入分析。对上述三种芳香性判据间的相关性以及前线轨道能量差(HOMO-LUMO GAP)与芳香性关系进行了分析。期望通过研究重质油分子结构及其芳香性,从理论上对轮古常压渣油加工和利用提供指导。