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本工作对F-T合成(Fischer-Tropsch Synthesis)Fe-Cu催化剂及Fe-Mn催化剂在浆态床和固定床反应器反应的液相产物冷阱油进行了定性和定量的分析。
采用经典硅胶柱色谱对反应产物冷阱油进行了两步法族分离。第一步粗分离,以80-100目粗孔硅胶为固定相,二甲亚砜为顶替剂,产物冷阱油被分为烷烃烯烃段分和有机含氧化合物段分两段;第二步烷烃烯烃段分的分离,以100-200目细孔硅胶为固定相,以二甲亚砜做顶替剂,对第一步粗分离得到的烷烃烯烃段分进行二次分离,经过二次分离后获得烷烃段分和烯烃段分。
对分离得到的烷烃段分以化学滴定法做溴价分析进行了验证,溴价值仅为0.12,十分接近空白值,充分证明烷烃段分离效果十分满意。对分离得到的烯烃段分以溴加成手段辅以电子捕获检测器进行了验证,发现样品烯烃溴加成后每个烯烃向后移动近4个碳数,与标样加成后的移动规律一致,同时烷烃烯烃段加成后采用电子捕获检测器在气相色谱上进行验证,仅有卤代烃出峰即烯烃出峰,与分离所获烯烃氢火焰气相色谱图一致,证明烯烃段分制备效果良好。经过制备分离预处理,将冷阱油分离为烷烃、烯烃和有机含氧化合物三部分,简化了样品,同时使痕量组分得到了富集,为进一步详细剖析冷阱油组成提供了实验样品。
对分离得到的烷烃段分,采用纯物质色谱保留值结合GC-MS手段进行定性分析,定性结果表明存在的烷烃主要为正构烷烃和甲基取代为主的异构烷烃以及少量的环烷烃,并均以系列存在,得到了烷烃系列的碳数分布。
对分离得到的烯烃段分,主要采用纯物质色谱保留值结合GC-MS手段进行定性分析,同时辅以烯烃溴加成法来佐证。定性结果表明存在的烯烃主要为直链α-烯烃,β-烯烃和甲基取代为主的异构烯烃,同样以系列存在,并得到了烯烃系列的碳数分布。
对分离得到的有机含氧化合物段分,采用高分辨GC-MS结合纯物质色谱保留值手段定性,定性结果表明存在的醇主要为伯醇及甲基取代的异构醇,酮、醛及酯产物也有其自身的规律。
在定性分析的基础上,进行了初步的定量分析。由于冷阱油的组成复杂,毛细管柱的高柱效,样品在GC上出峰数目多,峰间距小,因此,内标法定量是困难的,外标法定量也是不现实的,为此我们采用了峰面积归一化法。鉴于氢火焰检测器对各类烃的重量校正因子比较接近,均采用1,而非烃类在氢火焰上校正因子相差较多,故采用文献值,最后以峰面积校正因子归一给出了详细的分析结果。
在详细剖析冷阱油组成的基础上,建立标准数据库并以此为基准,采用VBA语言编制一个处理数据的识别计算程序,简化了数据处理过程,同时可减少人工识别误差,确保分析数据基准的一致性。