煤直接液化循环溶剂中氢化芳烃分子水平表征的方法技术

本发明专利技术公开了一种煤直接液化循环溶剂中氢化芳烃分子水平表征的方法。该方法包括以下步骤：S1，采用固相萃取将煤直接液化循环溶剂分离为饱和烃和芳烃馏分；S2，采用气相色谱仪分析饱和烃和芳烃馏分的相对含量，用色谱‑质谱联用对煤直接液化循环溶剂中氢化芳烃进行分子水平表征。应用本发明专利技术的技术方案，采用固相萃取‑质谱联用技术，建立一种对煤直接液化循环溶剂中氢化芳烃组分分子水平表征的方法，其中采用固相萃取技术将循环溶剂分离为饱和烃和芳烃两部分，将芳烃部分通过GC‑FID/MSD分析，该方法实现了煤直接液化循环溶剂中氢化芳烃的定性半定量分析，可以直观的体现出循环溶剂中氢化芳烃的种类及质量分数。

【技术实现步骤摘要】
煤直接液化循环溶剂中氢化芳烃分子水平表征的方法
本专利技术涉及煤化工
，具体而言，涉及一种煤直接液化循环溶剂中氢化芳烃分子水平表征的方法。
技术介绍
在煤的直接液化过程中，众多条件影响到煤直接液化的油收率和煤转化率，如原料煤的性质、气氛条件、催化剂的种类和操作的工艺参数等，其中循环溶剂是影响煤直接液化转化率的重要条件。循环溶剂在煤直接液化加氢过程中起到重要的作用：与煤配成煤浆，便于输送和加压；溶解煤、防止煤热解的自由基碎片缩聚；溶解气相氢，使氢分子向煤或催化剂表面扩散，向自由基碎片直接供氢或传递氢。提高循环溶剂的性能是提高油收率的主要因素，供氢性能是煤直接液化过程中重要的作用之一，循环溶剂的供氢性能与溶剂组成密切相关。煤直接液化循环溶剂主要由链烷烃、饱和烃、单环芳烃、双环芳烃和三环芳烃组成，大部分供氢能力来自于双环芳烃和三环芳烃的氢化芳烃。这就要求有一套快速、准确的方法对煤直接液化循环溶剂中的氢化芳烃进行定性定量分析。目前，国内还未有对循环溶剂中氢化芳烃进行分析表征的成熟方法，在常用的ASTMD3239重馏分芳烃的类型组成方法中，建立七个芳烃类别基线，定性出十五种芳烃。在该分类方法中芳烃和氢化芳烃相互重合，无法直观的判断氢化芳烃的种类和含量。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种煤直接液化循环溶剂中氢化芳烃分子水平表征的方法，以解决现有技术中常用的ASTMD3239重馏分芳烃的类型组成方法中无法直观的判断氢化芳烃的种类和含量的技术问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种煤直接液化循环溶剂中氢化芳烃分子水平表征的方法。该方法包括以下步骤：S1，采用固相萃取将煤直接液化循环溶剂分离为饱和烃和芳烃馏分；S2，采用气相色谱仪分析饱和烃和芳烃馏分的相对含量，用色谱-质谱联用对煤直接液化循环溶剂中氢化芳烃进行分子水平表征。进一步地，S2中包括：采用带氢火焰离子检测器的气相色谱仪分析饱和烃和芳烃馏分的相对含量，用质谱检测出芳烃馏分中氢化芳烃组分的含量，再根据饱和烃和芳烃馏分的相对含量用归一算法计算氢化芳烃在煤直接液化循环溶剂的质量分数。进一步地，S1包括：将煤直接液化循环溶剂滴入固相萃取柱中的固定相并被完全吸附，用1.5～4.0mL正戊烷或正己烷淋洗活化，用正戊烷或正己烷冲洗固相萃取柱中的固定相吸附的饱和烃，然后用二氯甲烷与乙醇体积比为5：1的混合溶液或二氯甲烷冲洗固相萃取柱中的固定相冲洗出吸附的芳烃馏分；优选的，所述淋洗活化与冲洗冲洗所述固相萃取柱中的固定相吸附的饱和烃采用的溶剂成分相同。进一步地，固相萃取柱由压盖和萃取柱组成，压盖上设有样品入口，萃取柱的底部设有样品出口，萃取柱内装有固定相，固定相上下均设有筛板。进一步地，S1中，煤直接液化循环溶剂滴入固相萃取柱中的固定相的量为0.1～0.2g。进一步地，采用带氢火焰离子检测器的气相色谱仪分析饱和烃和芳烃馏分的相对含量包括：在饱和烃和芳烃馏分中分别加入内标物，内标物选自C36～C40的正构烷烃，然后取加入内标物的饱和烃和芳烃馏分分别通过气相色谱仪，测定相对含量。进一步地，在加入内标物之前，先将0.1～0.2g内标物溶于100～300mL正戊烷或正己烷，内标物的加入量为0.5～1.5mL；优选的，用于溶解所述内标物的溶剂与后续淋洗活化与冲洗冲洗固相萃取柱中的固定相吸附的饱和烃采用的溶剂成分相同。进一步地，分析饱和烃和芳烃馏分的相对含量包括：根据加入内标物后得到的饱和烃和芳烃馏分的气相色谱图，由下式(1)和(2)计算饱和烃和芳烃馏分的相对含量，芳烃的相对含量：A％＝(Aaⅹw2/Ana)/[(Asⅹw1/AnS)+(Aaⅹw2/Ana)](1)饱和烃的相对含量：S％＝(Asⅹw1/Ans)/[(Asⅹw1/AnS)+(Aaⅹw2/Ana)](2)式中，A表示峰面积，a表示芳烃，s表示饱和烃，n表示内标物；AnS，Ana分别为加入内标物的饱和烃、芳烃馏分色谱图上内标物的峰面积；w1和w2分别为饱和烃和芳烃中所加内标物的质量。进一步地，用色谱-质谱对煤直接液化循环溶剂中氢化芳烃进行分子水平表征包括：对芳烃馏分的总离子流图提取特征离子得到特征离子色谱图，然后逐一进行定性。进一步地，提取特征离子包括：通过提取特征离子将氢化芳烃分为三大类：含有一个苯环的组分、含有两个苯环的组分和含有三个苯环的组分。进一步地，根据饱和烃和芳烃馏分的相对含量用归一算法计算氢化芳烃在煤直接液化循环溶剂的质量分数包括：根据定性的氢化芳烃的峰面积，由下式(3)和(4)计算：氢化芳烃在芳烃部分的质量分数：Wa＝Aq/Afⅹ100％(3)氢化芳烃占油样的质量分数：W＝WaⅹA％(4)式中，Aq-氢化芳烃在色谱图上的面积之和，Af-芳烃馏分在色谱图上的面积之和。应用本专利技术的技术方案，采用固相萃取-质谱联用技术，建立一种对煤直接液化循环溶剂中氢化芳烃组分分子水平表征的方法，其中采用固相萃取技术将循环溶剂分离为饱和烃和芳烃两部分，将芳烃部分通过GC-FID/MSD分析，该方法实现了煤直接液化循环溶剂中氢化芳烃的定性半定量分析，可以直观的体现出循环溶剂中氢化芳烃的种类及质量分数。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了本专利技术一实施方式中加入内标物的煤直接液化循环溶剂的饱和烃的色谱图；图2示出了本专利技术一实施方式中加入内标物的煤直接液化循环溶剂的芳烃馏分的色谱图；图3示出了实施例2中循环溶剂A中一环烷苯类化合物的特征离子色谱图；图4示出了实施例2中循环溶剂A中二环烷苯类化合物的特征离子色谱图；图5示出了实施例2中循环溶剂A中三环烷苯类化合物的特征离子色谱图；图6示出了实施例2中循环溶剂A中一环烷双苯类化合物(A类)的特征离子色谱图；图7示出了实施例2中循环溶剂A中一环烷双苯类化合物(B类)的特征离子色谱图；图8示出了实施例2中循环溶剂A中二环烷双苯类化合物的特征离子色谱图；图9示出了实施例2中循环溶剂A中一环烷三苯类化合物(A类)的特征离子色谱图；图10示出了实施例2中循环溶剂A中一环烷三苯类化合物(B类)的特征离子色谱图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。根据本专利技术一种典型的实施方式，提供一种煤直接液化循环溶剂中氢化芳烃分子水平表征的方法。该方法包括以下步骤：S1，采用固相萃取将煤直接液化循环溶剂分离为饱和烃和芳烃馏分；S2，采用气相色谱仪分析饱和烃和芳烃馏分的相对含量，用色谱-质谱联用对煤直接液化循环溶剂中氢化芳烃进行分子水平表征。应用本专利技术的技术方案，采用固相萃取-质谱联用技术，建立一种对煤直接液化循环溶剂中氢化芳烃组分分子水平表征的方法，其中采用固相萃取技术将循环溶剂分离为饱和烃和芳烃两部分，将芳烃部分通过GC-FID/MSD分析，该方法实现了煤直接液化循环溶剂中氢化芳烃的定性半定量分析，可以直观的体现出循环溶剂中氢化芳烃的种类及质量分数。根据本专利技术一种典型的实施方式，S2中包括：采用带氢火焰离子检测器的气相色谱仪分析饱和烃和芳烃馏分的相对含量，用质谱检测出芳烃馏分中氢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤直接液化循环溶剂中氢化芳烃分子水平表征的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，采用固相萃取将煤直接液化循环溶剂分离为饱和烃和芳烃馏分；S2，采用气相色谱仪分析所述饱和烃和所述芳烃馏分的相对含量，用色谱‑质谱联用对所述煤直接液化循环溶剂中氢化芳烃进行分子水平表征。

【技术特征摘要】
1.一种煤直接液化循环溶剂中氢化芳烃分子水平表征的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，采用固相萃取将煤直接液化循环溶剂分离为饱和烃和芳烃馏分；S2，采用气相色谱仪分析所述饱和烃和所述芳烃馏分的相对含量，用色谱-质谱联用对所述煤直接液化循环溶剂中氢化芳烃进行分子水平表征。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2中包括：采用带氢火焰离子检测器的气相色谱仪分析所述饱和烃和所述芳烃馏分的相对含量，用质谱检测出所述芳烃馏分中氢化芳烃组分的含量，再根据所述饱和烃和所述芳烃馏分的相对含量用归一算法计算所述氢化芳烃在所述煤直接液化循环溶剂的质量分数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1包括：将所述煤直接液化循环溶剂滴入固相萃取柱中的固定相并被完全吸附，用1.5～4.0mL正戊烷或正己烷淋洗活化，用正戊烷或正己烷冲洗所述固相萃取柱中的固定相吸附的饱和烃，然后用二氯甲烷与乙醇体积比为5：1的混合溶液或二氯甲烷冲洗所述固相萃取柱中的固定相冲洗出吸附的芳烃馏分；优选的，所述淋洗活化与冲洗所述固相萃取柱中的固定相吸附的饱和烃采用的溶剂成分相同。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述固相萃取柱由压盖和萃取柱组成，所述压盖上设有样品入口，所述萃取柱的底部设有样品出口，所述萃取柱内装有固定相，所述固定相上下均设有筛板。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述S1中，所述煤直接液化循环溶剂滴入所述固相萃取柱中的固定相的量为0.1～0.2g。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用带氢火焰离子检测器的气相色谱仪分析所述饱和烃和所述芳烃馏分的相对含量包括：在所述饱和烃和芳烃馏分中分别加入内标物，所述内标物选自C36～C40的正构烷烃，然后取加入内标物的所述饱和烃和芳烃馏分分别通过气...

【专利技术属性】
技术研发人员：李群花，高山松，舒歌平，章序文，杨葛灵，王洪学，王薇，
申请(专利权)人：国家能源投资集团有限责任公司，中国神华煤制油化工有限公司，中国神华煤制油化工有限公司上海研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11