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实验室用喷雾干燥机量高是引起结焦和催化剂失活的重要原因
添加时间:2019/6/13 12:03:47

     渣油八组分分离测定,常用的为EC和HPLC。EC采用溶剂洗脱、蒸除溶剂后再称重来测定各组分含量;HPLC测定渣油八组分,是将渣油用正庚烷分离出沥青质,脱沥青质部分用HPLC分离为饱和烃、轻芳烃、中芳烃、重芳烃、轻胶质、中胶质和重胶质。最先冲洗出来饱和烃用示差折光仪检测,芳烃和胶质用紫外检测器检测,最后根据峰面积(或峰高)定量。近年来,随着计算机技术的发展和化学计量学如逐步多元实验室用喷雾干燥机线性回归(SMLR)、主成分分析(PCA)、主成分回归(PCR)、偏最小二乘法(PLS)、人工神经网络(ANN)等的诞生,光谱学和化学计量学结合产生了一些定性定量研究渣油的新方法。 饱和烃在紫外区虽然没有吸取,但由于其含量与其他组分是归一的,对渣油的紫外吸取有负贡献。芳烃、胶质和沥青质由于其分子结构不同,致使在紫外-可见区(190 nm -700 nm)有不同的吸取。 紫外可见光谱-偏最小二乘法(UV-PLS)是将重质油的紫外光谱数据经过PLS数据处理后,与重质油的族组成数据相关联,得出相应的关联式,从而可由重质油的紫外光谱数据计算出重质油的族组成含量。齐邦峰,曹祖宾[20]等通过测定各种芳香环系类型的模型化合物紫外光谱图,与胶质、沥青质的紫外光同时加氢脱氮反应催化剂的温度不宜过高,以有利于芳烃加氢饱和。 6、加氢脱氧反应 石油馏分中的有机含氧化合物主要有酚类(苯酚和萘酚系衍生物)和氧杂环化合物(呋喃类衍生物)两大类。此外还有少量的醇类、羧酸类和酮类化合物。 醇类、羧酸类和酮类化合物很容易加氢脱氧生成相应的烃类和水,而羧酸类化合物在加氢反应条件下是脱羧基或使羧基转化为甲基。对芳香性较强的酚类和呋喃类化合物加氢脱氧比较困难,既有直接加氢脱氧,又有先对环加氢饱和后再加氢脱氧。 7、烯烃饱和反应 烯烃加氢饱和反应在所有渣油加氢处理反应过程中,反应速度极快,仅次于加氢脱金属反应速度。在加氢脱硫反应温度下,烯烃加氢反应基本达到完全饱和。烯烃加氢饱和是强放热反应,但由于渣油中烯烃含量较低,所以,尽管烯烃加氢反应速度快,反应热多,但对总反应热的贡献不大。谱及其二阶导数光谱图进行分析比较,研究了减压渣油胶质、沥青质的化学结构得出了胶质和沥青质可能的近似结构模型。 红外光谱(IR)的一个突出特点是每一功能基和化合物都具有其特异的光谱,其谱带的数目、频率、带形和强度均随化合物及其聚集态的不同而异,渣油的多

  环芳烃含量、胶质含量和沥青质含量都较高,即杂原子(氧,硫,氮等)含量较高,与轻质油品只含烃类物质不同,故渣油的光谱将有明显的光谱特征,它们将对红外光谱测定SARA组成产生明显影响。 近红外光(NIR)是介于可见区和中红外区间的电磁波,属分子振动光谱,是基频分子振动的倍频和组合频,主要反映了含氢基团(如C-H,O-H,S-H,N-H等键)的特征信息。近红外光谱包含了样品的大量组成结构信息,样品性质(如油品的密度、馏程和闪点等)与其组成结构是相关的。Narve Ask[21]等采集各烃族组成的NIR谱图数据,采用PCA和PLS处理数据,用IR和NIR分析了18种原油。NIR测定渣油的饱和烃和芳烃含量的效果较好,但光谱中含有胶质和沥青质的信息相对较少,导致其预测结果偏差较大。 1.4.4 渣油烃类化合物的结构组成 渣油中烃类化合物主要是饱和烃和芳香烃。在重质油加工过程中,芳香碳含实验室用喷雾干燥机量高是引起结焦和催化剂失活的重要原因,因此研究重质油的化学结构主要是力图搞清重质油组分中芳香环系的结构。紫外-可见吸取光谱是检测芳香化合物的常用方法,但由于减压渣油中的芳香化合物是复杂的混合物,所以得不到详细的结构信息。一般荧光光谱法的灵敏度和选择性比紫外-可见吸取光谱高,但分析石油中芳香化合物时,仍不能得到分辨良好的谱图[22]。13C-NMR虽然可定量测定重质油中的芳香碳含量,但不能测定芳香环数分布。同步荧光光谱法可以定性分析多环芳烃的环数分布,还可以定量测定混合物中的某种特定的多环芳烃化合物。王子军[23]等以中性氧化铝作固定相,将减压渣油中的芳烃化合物较好地按芳环数进行分离。

  质谱法是测定重质油烃族组成的一种标准方法,其工作是由样品的离子化、离子的分离和检测这三部分组成。其在结构族组成分析方面是其它仪器无法与之相比的。另外,由于相同类型化合物的相同碎片离子峰强度具有加和性,可以作为质谱定量的依据。该方法测定的结果是所有油品结构和组成分析中最为详实的,但由于受到检测器的限制,渣油难于离子化,不能用质谱测定其组成。李玉琢[24]等研究了渣油族组成分析方法的进展。 1.4.5 含杂原子组分分析 1.4.5.1 胶质和沥青质结构组成 胶质和沥青质在原油中构成天然的油包水型的乳化剂,对石油分散系统稳定性影响很大。用于表征沥青质性质和分子结构的方法有核磁共振(NMR)、元素分析法(EA)、蒸汽压渗透法(VPO)、凝胶色谱法(GPC)、体积排除色谱法法(SEC)以及色谱-质谱联用(GC-MS)、傅里叶红外(FTIR)等分析仪器的应用,这些都为混合物、石油产品、煤产品和生物质等组成复杂体系的结构特征分析提供了条件。董喜贵[25]等通过测定沥青质的1H-NMR和13C-NMR谱,推测了模型分子的结构。 胶质和沥青质中存在许多杂原子由于缔合等原因形成不同层次的超分子,要准确测定其分子量,需要有效解聚胶质和沥青质为单个分子,而又不破坏分子内化学键。目前的VPO测定的分子量往往偏大,一般的质谱测得的平均分子量偏小。激光解聚-质谱(LDMS)法[26]可以克服渣油分子量测定中的困难,可以在分子层次上测定渣油组分的平均分子量,认识渣油化学结构和芳核大小及平均分子结构参数。利用RICO法可定量测定与芳香核相连的正构烷基侧链和连接两个芳香核的正构烷

  基桥的分布。王子军,梁文杰[27-28]利用钌离子催化氧化法研究得出胜利减压渣油的芳香分、胶质和庚烷沥青质中都存在C1~C33的正构烷基侧链和C2~C22的正构烷基桥。另外,通过参数的计算可以对沥青质芳香环系的缩合程度进行估计[29]。 张昌鸣[30]等用柱液体色谱分析了沥青类产品的烃族组成。 1.4.5.2 微量金属 渣油中含有铁、镍、铜、钒、钙等微量金属,金属杂质沉积在催化剂的表面上,降低了催化剂的活性和选择性,影响了产品的收率,对石油加工、储运及环境保护都会实验室用喷雾干燥机产生不良影响。 测定渣油中微量金属含量的方法有分光光度法、原子吸取光谱法等。刘立行[31]等建立了乳浊液进样-火焰原子吸取光谱法测定渣油中的铁、镍。季梅[32]等利用电感耦合等离子发射光谱法(ICP-AES)测定渣油中铁、镍、钙、镁、钠、钒金属元素,实现了多种元素同时快速测定,避免了各金属元素间的相互干扰。张金生,李丽华[33]采用微波消解-微波等离子体炬原子发射光谱法(MPT-AES)测定原油和渣油中的铁、镍、铜和钠,微波消解处理样品,大大缩短了样品处理时间。

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