费托合成油中间馏分的分子表征

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:caodahai
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我国的资源状态为富煤少油,并且随着经济的快速发展,国家对于汽油、柴油等油品的需求大大提升。然而,基于我国的资源现状,如何将煤、天然气转换成清洁高效油品来利用也成为了炙手可热的话题。煤基费托合成油的原理即为将煤、天然气转化为一氧化碳和氢气,利用费托合成反应转化为油品。详细研究费托合成油的族组成不仅能够使我们全面认识煤基油品的成分组成,还可以为油品新工艺开发提供新的数据和思维基础。费托合成油是利用费托合成技术将煤、天然气转换成的油品。费托合成技术一般分为高温费托合成技术(HTFT)和低温费托合成技术(LTFT)。高温费托合成技术反应温度一般在300~350℃,低温费托合成技术反应温度在200~250℃。费托合成油是由烃类和氧化物组成,其中烃类包括饱和烃、烯烃及芳烃等,各个组分在色谱上同时出峰,信号相互干扰,详细研究费托合成油详细组分的前提是获得纯净的各个组分。如何将各个组分进行完全无交叉的分离、富集,是本文的一个研究重点。本文建立了固相萃取法首先将费托合成油中间馏分分为烃类和氧化物两个组分,根据进样前各组分的质量分数及气相色谱-质谱(GC-MS)、气相色谱-氢火焰离子化检测器(GC-FID)谱图的得到的峰面积求得含氧化合物对于烃类化合物响应因子。针对费托合成油中间馏分开发了双柱固相萃取法,将低温费托合成油中间馏分段分为饱和烃、烯烃和含氧化合物三个组分,将高温费托合成油中间馏分段分为饱和烃、烯烃、芳烃和氧化物四个组分。分离的各组分采用GC-MS、GC-FID等仪器进行详细分析。相对于低温费托合成油中间馏分,高温费托合成油中间馏分组分组成复杂,高温费托合成油中间馏分存在大量的芳烃组分,其中除了含有烷基苯之外,还有较高含量的茚满类及茚类等有机化合物,对于高温费托合成油中间馏分中芳烃组分的分析这样的文献报道目前并不多见。本文通过GC-MS结合谱图检索、标准化合物保留时间对照、沸点分布对比和质谱图解析,对费托合成油进行分子识别,从中鉴定出了109个饱和烃分子、40个芳烃分子、82个烯烃分子和35个含氧化合物分子,在低温费托合成油中可鉴定化合物约占总质量的90%,在高温费托合成油中可鉴定化合物约占总质量的76%,并用质谱峰归一化法计算了不同类型化合物的相对含量。
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