重石油级分的HPLC分离和定量制造技术

本发明专利技术提供了沸点为550至1050°F的石油流中存在的七类化合物(饱和物、1-4+环芳族化合物、硫化物和极性物质)的定量。以制备模式运行本发明专利技术使得我们可以加载和收集多毫克量的材料。在本发明专利技术中，所有七个级分都在单次运行中产生，而最常用的制备液相色谱分离需要两次或更多次大规模分离才能产生类似级分。本发明专利技术使用少于百分之一的溶剂。本发明专利技术的程序提供最常用的制备液相色谱分离的更快成本更低的替代方案，并足够灵活以解决许多精炼和化学品问题。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】重石油级分的HPLC分离和定量
技术介绍
本专利技术涉及分析含烃的油的方法和系统。特别地，本专利技术涉及含烃的油的色谱分析以提供七类化合物(饱和物、1-4+环芳族化合物、硫化物和极性物质)的定量。重石油流的组成分析对改进炼油厂作业的效率而言是必要的。但是，这些流太复杂以致即使借助最现代的分析技术/仪器也难以就这样分析详细组成信息。因此，必须将它们分级成不同种类化合物的亚类，以便可以使用表征工具(例如高分辨质谱法)进行详细/广泛的分子组成分析。制备液相色谱法(LC)已非常广泛地用于在主要三类化合物方面将重质流分馏，即“饱和物”(由正链烷烃、异链烷烃和环烷烃构成)、“芳族化合物”(由芳烃、芳族噻吩和一些硫化物构成)和“极性物质”(由含杂原子的复杂有机化合物构成)。另外，使用制备液相色谱法将“芳族化合物”基于芳环数进一步分级成主要四类芳族化合物， 例如1-环、2-环、3-环和4+-环。尽管这些制备液相色谱法提供了相对较纯的级分和重量百分比数据，但LC分离非常费力耗时并因此成本很高。另外，这些分离不是非常环保，因为它们使用大量有机溶剂，必须将这些溶剂蒸发以得到纯级分。在许多情况下，特别是对R&D 项目而言，只需要各种级分的重量百分比数据。本专利技术提供了沸点为550至1050° F的石油流中存在的七类化合物(饱和物、1_4+ 环芳族化合物、硫化物和极性物质)的定量。以制备模式运行本专利技术使得我们可以加载和收集多毫克量的材料。在本专利技术中，所有七个级分都在单次运行中产生，而最常用的制备液相色谱分离需要两次或更多次大规模分离才能产生类似级分。本专利技术使用少于百分之一的溶剂。本专利技术的程序提供最常用的制备液相色谱分离的更快成本更低的替代方案，并足够灵活以解决许多精炼和化学品问题。本专利技术概述本专利技术是用于快速定量测定沸点为550° F至1050° F的重石油流中存在的七类化合物的自动分析高效液相色谱(HPLC)法。在这种沸程中包括真空瓦斯油(VGO)样品。 这七类化合物是“饱和物”、“芳环类1-4 个级分)”、“硫化物”和“极性物质”。本专利技术的 HPLC法被称作STAR7 (I类化合物的Synthesis JARget)。这种类型的分析的结果涉及炼油厂样品和研究样品的组成分析。“综合(synthesis) ”涉及数据一致化程序，其中调节详细的组成模型以匹配被称作目标的分析试验结果。在US 2007/0114377A1，Micro-Hydrocarbon Analysis中描述了组成模型和数据一致化程序。STAR7提供了该一致化过程中使用的七个分析试验结果。STAR7可用作用于开发烃样品的组成模型的分析程序的一部分。此外， STAR7可提供在评估受试样品的组成模型时将参考组成模型一致化所针对的目标。分离中获得的数据可用于将其它测量结果(包括其它色谱分离方法和MS或GC/ MS数据)一致化。使用这种方法并通过GC和MC方法进一步分析获得的分子组成信息可用于开发和应用用于工艺优化、监测和故障检修、原料和催化剂选择的炼油厂工艺模型， 并充当典型流组成的参考(参见 R. J. Quann 和 S. B. Jaffe (Ind. Eng. Chem. Res.，1992，31， 2483-2497 禾口 Quarrn，R. J.禾口 Jaffe，S. B. Chemical Engineering Science v51 no IOpt AMay 1996，第 1615—1635 页，1996)。本专利技术包括下述特征。该系统的扩展包括两个特征。首先，既使用用于“硫化物”分离的载银离子的强阳离子交换(Ag+/SCX)柱，又使用用于芳环类和“极性”化合物的优异分离的新的更有留持力的电荷转移柱。其次，优化新上市的蒸发光散射检测器(ELSD)，以将其应用首次扩展至高于 550° F的较低沸点材料的定量测定。用于准确测定七类化合物(即“饱和物”、“芳环类1-4+ 个级分)”、“硫化物”和 “极性物质”)的蒸发光散射检测器(ELSD)的新型校准法。样品的STAR7分析花费大约150分钟完成，并可以无人看管地分析一组25个样品。样品制备花费大约60分钟/10个样品。在典型分析中，将40微升在环己烷中的10毫克/毫升样品溶液注入STAR7系统。来自这种新分析方法(STAR7)的结果与非常耗时的制备液相色谱分离的比较对所有7类化合物(饱和物、1-4+环芳族化合物、硫化物和极性物质)都表现出非常好的一致性。STAR7结果可以与其它分析(例如密度、GC-模拟蒸馏、％ S和％ N) —起用作重石油流的完整组成细节的“综合”目标。由于使用STAR7获得的化合物类别的量是组成信息，因此使用这些量作为目标而综合的组成的更高。还可以修改分析STAR7系统，以便可分析重得多的样品(减压渣油的脱浙青油)。可以通过添加级分收集器来修改该分析STAR7系统，以便以制备模式运行，以收集级分用于通过NMR、GC和GC-TOF-MS进一步分析。这些分析将提供重石油流中存在的各类化合物的详细组成信息。修改STAR7可以准确测定高品质第ΙΙ/ΙΙI类润滑油基础油的总饱和物含量和1_4 环芳族化合物分布。STAR7数据已用于定量许多第II和III类基础油的芳族化合物，以扩大建立改进的UV-芳族化合物相关性所用的数据库。下面论述本专利技术与高效液相色谱分离法(HPLC)的现有技术之间的主要差异。STAR7 适于 550+F 样品而不是 650+F(HPLC2 美国专利 _4，988，446&5，076, 909)， 因此消除了对具有550-650F级分的样品的蒸馏要求。STAR7既使用用于“硫化物”分离的载银离子的强阳离子交换硅胶(Ag+/SCX-SG) 柱，又使用用于芳环类和“极性”化合物的优异分离的新的更有留持力的电荷转移硅胶柱 (DNAP-SG)。HPLC2使用留持力小得多的柱(DNAP和PAC)，其不提供几乎像STAR7 —样好的分离。[见实施例3]STAR7使用新上市的蒸发光散射检测器(ELSD)，以将其应用首次扩展至与HPLC2 相比沸点较低的材料的定量测定。STAR7提供7类化合物的基线分离窄峰和因此更精确的定量。STAR7提供与非常耗时的制备液相色谱分离类似的准确定量数据。STAR7提供另一类化合物“硫化物”的定量。反冲STAR7中的分离柱以回收“极性物质”和“硫化物”，这产生锐峰和因此更精确的定量。另外，柱在这种工艺中被更充分地清洗并准备好用于下次分离。相对较窄的峰和因此更容易将STAR7分离用于进一步用GC、MS或GC/MS分析。可以通过STAR7分析低至2毫克的非常小量的样品。与HPLC2中每管瓶仅一次注射相比，还可以由单溶液管瓶进行数次STAR7分析(如果需要)。HPLC2中的样品溶液制备需要大约150毫克材料。STAR7更稳定，因为其与HPLC2方法用的已大约20年的仪器化相比，基于较新的仪 器技木。可以修改该分析STAR7以便以制备模式运行，以收集级分用于通过NMR、GC和 GC-TOF-MS等进ー步分析。烃油的色谱分析方法的步骤包括步骤1 使烃油和第一溶剂的混合物先后通过2，4_ ニ硝基-苯胺基丙基-硅胶 (DNAP)和银离子强阳离子交換柱(Ag+/S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.02.24 US 61/208,457;2010.02.05 US 12/658,5661.烃油的色谱分析方法，包括步骤1 使烃油和第一溶剂的混合物先后通过2，4- 二硝基-苯胺基丙基-硅胶(DNAP) 和银离子强阳离子交换柱(Ag+/SCr)以洗脱所述油的纯“饱和物”级分，并将其送往蒸发光散射检测器(ELSD)，步骤2 使溶剂通过Ag7SCX_以洗脱所述烃油的级分，仅用为洗脱所述烃油的不同级分而选择的溶剂重复步骤1和2，反冲DNAP和Ag7SCX_以洗脱不同级分，将所述洗脱级分送往蒸发光散射检测器(ELSD)。2.权利要求1的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·乔拉，L·A·格林，
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：