文档介绍：催化裂化柴油中芳胺类化合物组成分析
史权1,徐春明1,赵锁奇1,刘耀芳1,刘凤利2
(1. 石油大学重质油国家重点实验室,北京102200;2. 大港石化公司,天津300280)
摘要:采用酸萃取方法分离出催化柴油中的碱性组分,通过色谱-质谱(GC-MS)分析其组成。芳胺化合物是催化裂化柴油中碱性氮化物的主要成分,与吡啶类化合物存在共逸出现象,且具有相同的质谱征,利用胺类化合物能够与乙酸酐发生乙酰化反应的特性,比较乙酰化前后化合物色谱保留时间和质谱图变化研究芳胺类化合物组成,结果表明,催化裂化柴油中的芳胺类氮化物以C0~C4的烷基苯胺类为主,鉴定了苯基苯胺、茚满胺、萘胺、芴胺及菲胺等胺类化合物。
关键词:柴油;胺类化合物;氮化物; 色谱;质谱
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1004-4957(2004)05-00xx-0x
催化裂化柴油中的碱性氮化物含量不高,主要为苯胺类化合物[1]。碱性氮化物的含量虽然很小,但它们的组成十分复杂,关于碱性氮化物的研究文献很多[2,3],由于采用的分析手段和研究对象不同,得到的结论也存在一定差异。
Pedley[2]和Dorbon[3]等利用热离子(NPD)及质谱检测器分析催化裂化柴油馏分中的氮化物,认为碱性氮化物只有苯胺类,石油化工科学研究院[4]对胜利催化裂化柴油的碱性氮化物进行过比较深入的研究,分析出7类共70多种碱性氮化物。
催化裂化柴油中的酚类化合物存在与芳烃相一致的骨架结构,前期研究表明催化裂化柴油中存在1~4环的酚类化合物[5],苯胺类化合物的结构特点与酚类非常相似,在催化裂化柴油中是否存在多环芳胺类化合物至今没有研究报道。本文通过GC-MS对大港催化裂化柴油中的碱性氮化物进行深入研究,分析碱性氮化物的类型及结构,通过芳胺类化合物能够进行乙酰化反应的原理,重点对胺类化合物的组成进行分析,检测是否存在多环芳胺。
1 实验部分
仪器
色谱-质谱联用仪:美国Finnigan公司SSQ710型气相色谱-质谱联用仪。色谱条件:Simiplicity-5(30m××)毛细管气相色谱柱,升温程序:50℃保持1min,3
℃/min升至250℃,保持5min;质谱条件:电子能量70eV,发射电流200mA,倍增器电压1100V,质量范围35~500amu,扫描时间1s。
碱性氮化物的分离及乙酰化处理
通过醋酸抽提法分离柴油中的碱性氮化合物。操作步骤如下:
mol/L酸溶液的烧杯中,通过电磁搅拌器充分搅拌10min,静置后分离出酸液,重复3次,合并酸液,再将酸液用氢氧化钠溶液中和至弱碱性,用二氯甲烷抽提3次,将碱性氮化物从水相中抽出。合并3次抽出的二氯甲烷溶液后在旋转蒸发器上蒸去二氯甲烷,得碱性氮化合物。
,加入20mL乙酸酐,在室温下摇动3min,即可进行色谱分析。
2结果与讨论
苯胺系和吡啶系,喹啉系和萘胺系分子离子峰系列出现重叠,根据质谱图区分这些化合物的类型存在一定困难。为了分析芳胺类化合物是否存在以及它们的分布情况,采用化学方法改变苯胺的分子结构,从而消除它们受其它类型氮化合物的影响。苯胺类化合物易于发生酰化反应,当苯胺