[发明专利]重油芳烃组分的分离、表征方法和二维液相色谱及装置

说明书

本发明涉及一种重油芳烃组分的分离、表征方法和二维液相色谱及装置，该分离方法包括：将重油芳烃组分进行溶解后进样至二维液相色谱的配位交换色谱柱中；所述二维液相色谱还包括位于配位交换色谱柱下游的正相色谱柱；采用第一流动相依次冲洗配位交换色谱柱的第一固定相和正相色谱柱的第二固定相，然后将配位交换色谱柱切出，继续采用第一流动相冲洗第二固定相；将配位交换色谱柱切入，而将正相色谱柱切出，采用第二流动相冲洗富集含硫芳烃的第一固定相。本发明的分离方法能够高效将重油芳烃组分中的轻芳烃组分、中芳烃组分、重芳烃组分和含硫芳烃组分分离，本发明的表征方法和装置速度快且自动化程度高。

技术领域

本发明涉及一种重油芳烃组分的分离、表征方法和二维液相色谱及装置。

背景技术

多环芳烃和含硫芳烃是重油加氢脱芳和加氢脱硫工艺中最难脱除的组分，尤其是空间位阻较大的二苯并噻吩及其烷基取代物，即使是在苛刻的加氢条件下，仍然有相当一部分存在于加氢产物中。因此，加深对重馏分油中多环芳烃和含硫芳烃的分子水平认识，对于选择合适的脱芳脱硫工艺、优化和开发新的重油加工工艺，具有重要的理论指导意义和实用价值。

随着“石油组学”概念的兴起，高分辨质谱分析平台已成为重油分子水平表征最强有力的工具。由于重油样品分子组成非常复杂，共存的大量同重化合物(整数质量相同而精确分子质量存在微小差别)，需要质谱具有很高的质量分辨率才能够将其准确识别。而含硫芳烃和多环芳烃恰好就是一类典型的同重化合物，其最小的质量差只有0.0034u(如环烷菲和苯并噻吩类化合物)，即使依赖于具有超高分辨率的傅里叶变换离子回旋共振质谱，仍然存在离子化效率不同而导致定量结果不准确等问题。因此，对重油样品中的含硫芳烃和多环芳烃进行预分离，降低样品的复杂度，成为重油含硫芳烃分子水平表征的首要步骤。

目前，用于重油中含硫芳烃的分离方法主要有化学衍生法和配位交换色谱法。其中，化学衍生法由于步骤繁琐、回收率低等缺点，并未在含硫芳烃分离富集方面得到广泛应用。Nishioka等(Nishioka M.,et al.,Isolation of sulphur heterocycles frompetroleum and coal derived materials by ligand exchange chromatography.Fuel,1986,65(2):p.270-273)最早将氯化钯配位交换色谱用于煤和石油中含硫化合物的分离，Andersson等(Schade T.,et al.,Polycyclic aromatic sulfur heterocycles indesulfurized diesel fuels and their separation on a novel palladium(II)complex stationary phase.Polycyclic Aromatic Compounds,2002,22(3):p.311-320；Moustafa N.E.,et al.,Analysis of polycyclic aromatic sulfur heterocycles inEgyptian petroleum condensate and volatile oils by gas chromatography withatomic emission detection.Fuel Processing Technology,2011,92(3):p.547-555)制备了一系列键合钯离子的硅胶固定相用于含硫芳烃的富集，但这些研究还主要集中在配位交换色谱分离条件的优化方面，对于芳烃组分并没有过多的关注。