筛选烃以限制潜在毒理学危害的组合物和方法技术

一种筛选烃流的潜在毒理学危害的方法。该方法包括提供烃流；进行二维气相色谱(2D‑GC)分析以量化烃流中的饱和物和芳烃分布；由2D‑GC分析鉴定烃流中2‑8环芳烃分布和2‑8环芳烃分子的重量百分比；将来自2D‑GC分析的烃流中2‑8环芳烃分子的重量百分比与致突变性指数(MI)相关联，其中MI根据ASTM标准方法E 1687测定；基于来自2D‑GC分析的烃流中2‑8环芳烃分子的重量百分比和MI阈值，评估烃流的潜在毒理学危害。2‑8环芳烃分布优选包括3‑6环芳烃分子，更优选3.5‑5.5环芳烃分子。2‑8环芳烃分布包括单烷基化和多烷基化芳烃分子。

Compounds and methods for screening hydrocarbons to limit potential toxicological hazards

A method for screening potential toxicological hazards of hydrocarbon flows. This method includes providing hydrocarbon flow, carrying out two-dimensional gas chromatography (2D GC) analysis to quantify the distribution of saturates and aromatic hydrocarbons in hydrocarbon flow, identifying the distribution of 2 8-ring aromatic hydrocarbons and the weight percentage of 2 8-ring aromatic hydrocarbons in hydrocarbon flow by two-dimensional GC analysis, and determining the weight percentage and mutagenicity of 2 8-ring aromatic hydrocarbons in hydrocarbon flow by two-dimensional GC analysis. Index (MI) is correlated, in which MI is determined according to ASTM standard method E 1687, and potential toxicological hazards of hydrocarbon flows are assessed based on weight percentages and MI thresholds of 2 8 cyclic aromatic hydrocarbons from 2D GC analysis. The optimum distribution of 2_8 cyclic aromatic hydrocarbons includes 3_6 cyclic aromatic hydrocarbons and 3.5_5.5 cyclic aromatic hydrocarbons. The distribution of 2_8 cyclic aromatic hydrocarbons includes monoalkylation and polyalkylation aromatic hydrocarbons.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】筛选烃以限制潜在毒理学危害的组合物和方法领域本专利技术提供了优选的组合物，以及通过将烃流中2-8环芳烃的量(如通过二维气相色谱(2D-GC)分析所确定)与致突变性指数(MI)关联来筛选烃流的潜在毒理学危害的方法。该方法可现场部署，在操作期间提供实时反馈。背景管理润滑油精炼厂的进料灵活性以最小化生产润滑油基础油料超出适合目的产品质量标准要求的风险。长期以来，基于对原油满足氧化稳定性和符合目的标准的能力的预测，建立了原油批准程序。毒理学危害的评估基于加工经验和加工基础油的MI的测量。然而，获得MI测量需要几周时间，并且无法在所有工厂批次上进行测量，尽管良好实践要求在常规质量监测期间应当或作为重要进料的一部分或工艺变化进行检查。基于基础油中的多环芳烃的组成模型可用于估计毒理学危害。此外，为了监测基础油的潜在毒理学危害，设定芳烃的保守紫外吸收光谱(UV芳烃)和粘度指数(VI)阈值。其他技术，例如高细节烃分析(HDHA)也是合适的。需要开发筛选方法，其可以估计烃的毒理学潜力。此外，需要开发一种筛选方法，以减少示范进入的障碍(例如，成本，时间，人力资源，捆绑的油库等)，减少所需的示范数量，允许更有效的捕获进料灵活性信用，并减少炼油厂I/II/III/III+组基础油库存生产期间的产品泄漏(giveaway)。概要根据本公开，可以通过测量加工的基础油的MI来评估烃混合物的潜在毒理学危害。这种单点评估的MI阈值优选为0.4。MI大于0.4的基础油为可以更充分地分析其潜在健康危害的候选物。相比于量化样品中多环芳烃水平的其他快速方法例如UV芳烃和VI，2-8环芳烃的2D-GC量化显示出与MI更强的关系。根据本公开内容，已经发现，使用2D-GC对源自各种烃流的各种样品(即原油，馏出物，提余物，提取物和脱蜡油)的评价显示在MI大于0.4的样品中存在2D-GC光谱的3.5-5.5芳环类别区域，但在MI小于0.4的样品中缺失。2D-GC分析可以与高分辨率烃分析(HDHA)类似的方式量化多环芳烃，2D-GC方法更快，更便宜。本公开内容部分涉及筛选烃流的潜在毒理学危害的方法。该方法包括提供烃流；进行2D-GC分析以量化烃流中的饱和物和芳烃分布；由2D-GC分析鉴定烃流中2-8环芳烃分布和2-8环芳烃分子的重量百分比；将来自2D-GC分析的烃流中2-8环芳烃分子的重量百分比与MI相关联，其中MI根据ASTM标准方法E1687测定；基于来自2D-GC分析的烃流中2-8环芳烃分子的重量百分比和MI阈值，评估烃流的潜在毒理学危害。2-8环芳烃分布优选包含3-6环芳烃分子，更优选3.5-5.5环芳烃分子。2-8环芳烃分布包括单烷基化和多烷基化芳烃分子。本公开还部分涉及表征烃流的方法。该方法包括提供烃流；进行2D-GC分析以量化烃流中的饱和物和芳烃分布；由2D-GC分析鉴定烃流中2-8环芳烃分布和2-8环芳烃分子的重量百分比；和将来自2D-GC分析的烃流中2-8环芳烃分子的重量百分比与MI相关联，其中MI根据ASTM标准方法E1687测定。在优选实施方案中，该方法还涉及基于来自2D-GC分析的烃流中2-8环芳烃分子的重量百分比和MI阈值，评估烃流的潜在毒理学危害。2-8环芳烃分布优选包含3-6环芳烃分子，更优选3.5-5.5环芳烃分子。2-8环芳烃分布包括单烷基化和多烷基化芳烃分子。在该命名法中，分数环芳烃分子通常归因于分子内具有饱和环结构的分子，例如环烷烃-芳烃分子。根据本专利技术，通过在烃流中完成2D-GC分析鉴定的2-8环芳烃分子，优选3-6环芳烃分子，更优选3.5-5.5环芳烃分子的重量百分比与MI之间的关系的稳健性或强度与通过在烃流中完成UV芳烃或相关分析来鉴定的2-8环芳烃分子，优选3-6环芳烃分子，更优选3.5-5.5环芳烃分子的重量百分比与MI之间的关系的稳健性或强度相比更大或提高。例如，已知MI随分子量变化，因此源自不同精炼厂单元或蒸馏馏分的工艺流可具有相似的芳烃分布但MI大不相同。由于2D-GC能够确定饱和物和芳烃的沸点分布，烃流的2D-GC芳烃与MI之间的关系将更好地捕获烃分子量对潜在毒理学危害的影响，而不是UV芳烃或相关分析，它们不能量化烃流的分子量分布。本专利技术的方法使得润滑油精炼厂能够在I/II/III/III+组基础油料生产期间更有效地捕获进料灵活性信用并减少产品泄漏(giveaway)。与更详细的技术相比，2D-GC是识别多环芳烃分子的更快且更便宜的方法，并且2D-GC可以比其他快速方法鉴定更宽范围的芳族类别。它具有可现场部署的潜力，可在精炼厂的商业进料选择和库存切换期间提供实时反馈。本专利技术还部分涉及包含中间馏出物沸程精制石油料流的组合物，所述料流的4.5环值小于约0.10，终沸点(FBP)小于约960°F和MI为1。特别地，该组合物在100℃下的运动粘度为约4至约6cSt，粘度指数(VI)为至少75。优选地，该馏出物是适于配制润滑油的精制润滑油基础油料。根据下面的详细描述，本公开的其他目的和优点将变得显而易见。还可以采用替代方法，其具有围绕各种芳族环类的分析辨别力。虽然需要更长的时间和更高的努力水平，但可以如美国专利No.8,682,597中所述估计详细的组成，该专利通过引用结合到本文中，其通常被称为高细节烃分析(HDHA)。附图简要说明图1显示了根据实施例1的馏出物和基础油的2D-GC光谱。图2描绘了通过2DGC显示MI与4.5环芳烃分子的曲线图，在宽范围的石油馏分图中以wppm计，显示了MI与沸点在700和800°F之间的4.5芳环的2DGC分析的关系。图3描绘了通过2DGC显示MI与4.5环芳烃分子的曲线图，在宽范围的石油馏分图中以wppm计，显示了MI与沸点在800和900°F之间的4.5芳环的2DGC分析的关系。图4描绘了通过2DGC显示MI与5环芳烃分子的曲线图，在宽范围的石油馏分图中以wppm计，显示了MI与沸点在800和900°F之间的4.5芳环的2DGC分析的关系。图5描绘了通过2DGC显示MI与4环芳烃分子的曲线图，在宽范围的石油馏分图中以wppm计，显示了MI与沸点在700和800°F之间的4芳环的2DGC分析的关系。图6显示了根据实施例3由图2至5的曲线图总结的数据。图7是指示一般环类区域的2D-GC色谱图的再现。图8是显示来自LN基础原料建模的典型分子的估计MI的等高线图。图9是显示来自HN基础原料建模的典型分子的估计MI的等高线图。图10显示了具有显著量(>5％)的MI<1的组分的油的轮廓模型，其中MI<1的组分仅出现于饱和物和低级环类分子(<2芳族环)。图11示出了模型中使用的函数形式以及建模的核，环类和回归系数。详细说明本文详细描述和权利要求内的所有数值均由“约”或“近似”指示值修饰，并考虑本领域普通技术人员所预期的实验误差和变化。根据本公开，通过2D-GC分析石油或其他烃样品。石油/烃样品可以是，例如，来自全原油，来自加工单元的总液体产品(TLP)，来自研究或精炼工艺开发的总液体产品，全原油、TLP或中间产物的馏分、馏出物或中间流，或来自研究或精炼工艺的馏分、馏出物或中间流的一种或多种样品。2D-GC将石油分子分离成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种筛选烃流的潜在毒理学危害的方法，所述方法包括：提供烃流；进行二维气相色谱(2D‑GC)分析以量化烃流中的饱和物和芳烃分布；由2D‑GC分析鉴定烃流中2‑8环芳烃分布和2‑8环芳烃分子的重量百分比；其中2‑8环芳烃分布包括单烷基化芳烃分子和多烷基化芳烃分子；将来自2D‑GC分析的烃流中2‑8环芳烃分子的重量百分比与致突变性指数(MI)相关联，其中MI根据ASTM标准方法E 1687测定；和基于来自2D‑GC分析的烃流中2‑8环芳烃分子的重量百分比和MI阈值，评估烃流的潜在毒理学危害。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.31 US 62/315,944;2017.03.28 US 15/471,4761.一种筛选烃流的潜在毒理学危害的方法，所述方法包括：提供烃流；进行二维气相色谱(2D-GC)分析以量化烃流中的饱和物和芳烃分布；由2D-GC分析鉴定烃流中2-8环芳烃分布和2-8环芳烃分子的重量百分比；其中2-8环芳烃分布包括单烷基化芳烃分子和多烷基化芳烃分子；将来自2D-GC分析的烃流中2-8环芳烃分子的重量百分比与致突变性指数(MI)相关联，其中MI根据ASTM标准方法E1687测定；和基于来自2D-GC分析的烃流中2-8环芳烃分子的重量百分比和MI阈值，评估烃流的潜在毒理学危害。2.根据权利要求1的方法，其中烃流用于基础油料生产。3.根据权利要求1的方法，其中烃流选自原油，馏出物，提余物，提取物和脱蜡油。4.根据权利要求1所述的方法，其中烃流包括全原油，来自加工单元的总液体产物(TLP)，来自研究或精炼工艺的总液体产物，全原油、TLP或中间产物的馏分、馏出物或中间流，来自研究或精炼工艺的馏分、馏出物或中间流。5.根据权利要求1所述的方法，其中MI阈值为0.4。6.根据权利要求1的方法，其中与MI和通过在烃流中完成UV芳烃或VI分析鉴定的2-8环芳烃分子的重量百分比之间的关系的稳健性或强度相比，MI和通过在烃流中完成2D-GC分析鉴定的2-8环芳烃分子的重量百分比之间的关系的稳健性或强度更大或提高。7.根据权利要求1的方法，其中MI阈值高于0.4表明烃流中存在2-8环芳烃分子。8.根据权利要求1所述的方法，其中MI阈值高于0.4表示潜在毒理学危害。9.根据权利要求1的方法，其中MI阈值低于0.4表明烃流中不存在2-8环芳烃分子。10.根据权利要求1的方法，其中MI阈值低于0.4表示没有潜在毒理学危害。11.根据权利要求1的方法，其中2-8环芳烃分子包含3-6环芳烃分子或3.5-5.5环芳烃分子。12.根据权利要求1的方法，其中MI通过根据ASTM标准方法E168710的改良Ames测试来确定。13.一种表征烃流的方法，所述方法包括：提供烃流；进行二维气相色谱(2D-GC)分析以量化烃流中的饱和物和芳烃分布；由2D-GC分析鉴定烃流中2-8环芳烃分布和2-8环芳烃分子的重量百分比；其中2-8环芳烃分布包括单烷基化芳烃分子和多烷基化芳烃分子；和将来自2D-GC分析的烃流中2-8环芳烃分子的重量百分比与致突变性指数(MI)相关联，其中MI根据ASTM标准方法E1687测定。14.根据权利要求13的方法，还包括：基于来自2D-GC分析的烃流...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·L·欧文斯，B·M·古丁，F·C·王，Y·V·舒克拉，E·桑切斯，C·L·小贝克尔，R·B·萨格，
申请(专利权)人：埃克森美孚研究工程公司，
类型：发明
国别省市：美国,US