检测费托合成蜡中含氧化合物组分的方法技术

本发明专利技术涉及费托合成蜡分析化学技术领域，具体涉及一种应用固相微萃取和全二维气相色谱

【技术实现步骤摘要】
检测费托合成蜡中含氧化合物组分的方法


[0001]本专利技术涉及费托合成蜡分析化学
，具体涉及一种应用固相微萃取和全二维气相色谱
‑
质谱联用检测费托合成蜡中含氧化合物组分的方法。

技术介绍

[0002]费托合成蜡是费托合成反应中的主要产物之一，也是加氢精制的重要原料，它既可以经过物理过程加工成产品蜡也可以经加氢裂化/异构化生产优质柴油、润滑油基础油，在工业上有着广泛的用途，可用作抛光剂、纸板涂层、热熔胶、印刷油墨配料、电缆和电子工业的绝缘、润滑剂和蜡制品等，是经济价值很高的化工产品。
[0003]费托合成蜡是亚甲基聚合物，主要成分为烷烃，还有少量烯烃、醇、醛、酮、酸、酯的分析测定，其组成分析是蜡产品加工和利用的重要指标之一，该指标可以反映费托合成反应产物的分布情况和费托催化剂的性能，也对费托合成蜡进一步转化为柴油、石脑油、高质量润滑油基础油等化工产品的工艺条件具有重要的指导作用。因此，费托合成蜡的详细组分分析对生产和用户使用具有重要的指导意义，也将对生产高质量油品，解决我国的能源危机，建设资源节约型、环境友好型社会起到积极地作用。
[0004]由于费托合成蜡的碳数组成从C5到C
100
，甚至更高，费托合成蜡的沸点一般可以高达720℃以上，对其在的组成分析具有很大的局限性，目前费托合成蜡的组成测定主要停留在碳数分布的测定上，鲜少有费托合成蜡详细组分的分析。现有涉及碳数分布测定的文献报道，如：超临界流体色谱法、凝胶渗透色谱法等，这些方法过程繁琐、成本高，且难以满足费托合成蜡组成分析的要求。因此，需要更加先进、有效的的手段对费托合成蜡的组成分析进行深入认识和细致研究，为研究者对费托合成蜡进一步的的下游产品的转换提供数据支撑。
[0005]高温气相色谱和高温气相色谱
‑
质谱法对费托合成蜡的分离和鉴定(《色谱》，2018，36(3)，303
‑
308)，提出采用特殊的色谱条件和色谱柱分离费托合成蜡，对费托蜡中的正构烷烃和某些未知组分有较好的分离效果，但是由于费托蜡的高沸点，不适于进行质谱分析的组分定性。只有通过前处理对该费托蜡进行馏分切割得到费托馏分蜡，对这部分费托馏分蜡质谱分析，鉴定了除正构烷烃之外的某些烷烃、烯烃和含氧化合物。
[0006]煤基费托合成粗液体蜡中正构烷烃含量的测定(《检测检验》2019，5，157
‑
159)，提出的气相色谱法测定煤基费托合成粗液体蜡中的正构烷烃含量的方法。该方法中测定的费托合成蜡的碳数范围比较窄(碳数范围到C
17
)，而费托蜡的碳数范围可以到C
80
甚至更高，该方法很难测定费托蜡中正构烷烃的含量，对其中的微量组分的测定也是难以实现的。
[0007]综上所述，目前对费托合成蜡组分的测定多为正构烷烃定性和定量分析，或是某一段轻组分的费托液体蜡的分析，而且目前方法受限于费托合成蜡的高沸点，难以在色谱柱上实现完全分离，很难对费托合成蜡组分进行详细的定性和定量分析。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是为了克服现有费托合成蜡中含氧化合物组分分析受限于费托蜡沸点高难以测定的技术问题，提供一种应用固相微萃取和全二维气相色谱
‑
质谱联用检测费托合成蜡中含氧化合物组分的方法，该方法实现对费托合成蜡中含氧化合物组分(醇、醛、酮、酸、酯等)的定性、定量分析。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术提供一种检测费托合成蜡中氧化合物组分的方法，该方法包括：先将待测蜡样进行固相微萃取，得到富集含氧化合物组分的萃取物，再用全二维气相色谱
‑
质谱联用定性测定所述萃取物中所包含的含氧化合物组分的组成；
[0010]其中，以所述费托合成蜡的总重量为基准，所述含氧化合物组分的含量≤7wt％。
[0011]优选地，该方法包括以下步骤：
[0012](1)固相微萃取：称取0.1
‑
0.5g的待测蜡样置于20mL顶空瓶中，添加内标物，旋紧顶空瓶盖；然后在80
‑
110℃恒温预热30
‑
40min，将萃取头插入所述顶空瓶中，于80
‑
110℃恒温萃取20
‑
50min；萃取头在所述顶空瓶中的插入深度为1
‑
1.5cm；
[0013](2)全二维气相色谱
‑
质谱分析：在固相微萃取结束后，将萃取头插入到全二维气相色谱
‑
质谱的进样口，250
‑
280℃热解析5
‑
10min，经全二维气相色谱
‑
质谱分析；
[0014](3)采用保留时间指数和NIST谱库结合的方式对所述含氧化合物组分的组成进行定性。
[0015]相比现有技术，本专利技术具有以下优势：
[0016](1)本专利技术提供的方法，先采用固相微萃取技术对所述费托合成蜡中含氧化合物组分(例如，醇类、醛类、酮类、酸类和酯类)进行萃取，得到富集含氧化合物组分的萃取物；再通过两支极性不同的色谱柱对所述萃取物中所包含的含氧化合物组分进行正交分离，并在调制器的作用下进行质谱完成检测；同时，该方法具有处理简单，分析速度快，经济实用，操作便捷，绿色环保等特点；
[0017](2)本专利技术采用固相微萃取克服了传统样品前处理技术的缺陷，集采用、萃取、浓缩和进样于一体，大大加快了分析检测的速度，而测定含氧化合物组分所用的分析设备具有高通量、高灵敏度和高准确度的特点，相比传统的气相色谱
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质谱联用，具有峰容量更大、分辨率更高、灵敏度更好、定性更有规律等优点。
附图说明
[0018]图1是待测蜡样中含氧化合物组分的常规方法分析色谱图；
[0019]图2是待测蜡样中含氧化合物组分的全二维气相色谱
‑
质谱的一维投影图；
[0020]图3是待测蜡样中含氧化合物组分的全二维气相色谱
‑
质谱的二维表面图；
[0021]图4是待测蜡样中含氧化合物组分的全二维气相色谱
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质谱的三维轮廓示意图。
具体实施方式
[0022]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0023]本专利技术提供一种检测费托合成蜡中含氧化合物组分的方法，该方法包括：先将待测蜡样进行固相微萃取，得到富集含氧化合物组分的萃取物，再用全二维气相色谱
‑
质谱联用定性测定所述萃取物中所包含的含氧化合物组分的组成；
[0024]其中，以所述费托合成蜡的总重量为基准，所述费托合成蜡中所述含氧化合物组分的含量≤7wt％。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种检测费托合成蜡中含氧化合物组分的方法，其特征在于，该方法包括：先将待测蜡样进行固相微萃取，得到富集含氧化合物组分的萃取物，再用全二维气相色谱
‑
质谱联用定性测定所述萃取物中所包含的含氧化合物组分的组成；其中，以所述费托合成蜡的总重量为基准，所述费托合成蜡中所述含氧化合物组分的含量≤7wt％。2.根据权利要求1所述的方法，其中，以所述费托合成蜡的总重量为基准，所述费托合成蜡中所述含氧化合物组分的含量为0.01
‑
7wt％。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述费托合成蜡中所述含氧化合物组分选自醇类、醛酮类、酸类和酯类中的至少一种。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的方法，其中，以所述费托合成蜡的总重量为基准，所述费托合成蜡中所述醇类、醛酮类、酸类和酯类的含量各自独立地≤1wt％，优选为0.01
‑
1wt％。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的方法，其中，该方法包括以下步骤：(1)固相微萃取：称取0.1
‑
0.5g的待测蜡样置于20mL顶空瓶中，添加内标物，旋紧顶空瓶盖；然后在80
‑
110℃恒温预热30
‑
40min，将萃取头插入所述顶空瓶中，于80
‑
110℃恒温萃取20
‑
50min；萃取头在所述顶空瓶中的插入深度为1
‑
1.5cm；(2)全二维气相色谱
‑
质谱分析：在固相微萃取结束后，将萃取头插入到全二维气相色谱
‑
质谱的进样口，250
‑
280℃热解析5
‑
10min，经全二维气相色谱
‑
质谱分析；(3)采用保留时间指数和NIST谱库结合的方式对所述含氧化合物组分的组成进行定性。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述内标物为含有3
‑
甲基
‑1‑
戊醇、3
‑
甲基
‑2‑
己酮、3
‑
甲基己酸和甲酸乙酯的甲醇溶液。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述甲醇溶液中，3
‑
甲基
‑1‑
戊醇、3
‑
甲基
‑2‑
己酮、3
‑
甲基己酸和甲酸乙酯的浓度各自独立地为0.01
‑
0.5wt％，优选为0.05
‑
0.2wt％。8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述萃取头为70
‑
90μm的纤维萃取头；和/或，所述纤维萃取头为三相(DVB
‑
PDM...

【专利技术属性】
技术研发人员：盖青青，刘聪云，申巧玲，马琳鸽，李永龙，
申请(专利权)人：北京低碳清洁能源研究院，
类型：发明
国别省市：