重油中硫化合物的电喷雾-傅立叶变换离子回旋共振质谱分析研究.doc
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重油中硫化合物的电喷雾-傅立叶变换离子回旋共振质谱分析研究,页数：42字数：17630摘要本文采用电喷雾-傅立叶变换离子回旋共振质谱分析了加拿大油砂沥青和独山子减压渣油中噻吩和硫醚类化合物的组成特征。将两种重油分别进行四组分分离和硅胶柱色谱分离，并采用氧化剂四丁基高碘酸铵将分离所得的饱和分和弱极性组分进行氧化，将其中的硫...
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重油中硫化合物的电喷雾-傅立叶变换离子回旋共振质谱分析研究
页数：42 字数：17630
摘要
本文采用电喷雾-傅立叶变换离子回旋共振质谱分析了加拿大油砂沥青和独山子减压渣油中噻吩和硫醚类化合物的组成特征。将两种重油分别进行四组分分离和硅胶柱色谱分离，并采用氧化剂四丁基高碘酸铵将分离所得的饱和分和弱极性组分进行氧化，将其中的硫醚类化合物选择性的转化为亚砜，同时将氧化前后的石油组分中的硫化物分别进行甲基衍生化，最后将甲基化锍盐分别进行正离子电喷雾-傅立叶变换离子回旋共振质谱仪分析。
通过比较同一石油样品氧化前后甲基锍盐中含硫化合物的DBE和碳数分布差异，最终得到加拿大油砂沥青和独山子减压渣油饱和分及弱极性组分中硫醚和噻吩类含硫化合物的DBE和碳数分布信息，同时也能得到两种不同样品中硫化物的分子量分布信息。关键词：减压渣油，油砂沥青，硫化物，傅立叶变换离子回旋共振质谱Characterization of the Sulfur Compounds in Heavy Oil
by ESI FT-ICR MS
Abstract
In this work, sulfide and thiophenic compounds in Canada oil sands bitumen and Dushanzi vacuum residue were identified by electrospray ionization (ESI) Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (FT-ICR MS). The two oil samples were separated as saturates, aromatics, resins and asphaltenes (SARA) and non-polar fractions, respectively. Then the saturates and non-polar fractions were oxidated by tetrabutylammonium periodate (TBAPI). Sulfides were selectively oxidated into sulfoxides, meanwhile the samples before and after oxidation were derivatized by methylation to the methylsulfonium salts. The resulting sulfonium salts were all identified by positive-ion ESI FT-ICR MS.
Mass spectra revealed the composition characteristics of sulfide and thiophenic compounds in these samples by contrasting the double bond equivalence (DBE) and carbon number distribution of sulfur compounds before and after oxidation assisted with methylation to methylsulfonium salts. Meanwhile, the mass spectra also revealed the molecular weight distribution of sulfur compounds in the two heavy oils.
Key words: Vacuum residue; Oil sands bitumen; Sulfur compounds; FT-ICR MS
目 录
第1章 前言 1
第2章 文献综述 2
2.1 石油及其馏分中硫的分布及存在形式 2
2.2 渣油中硫化物的组成与分布 4
2.2.1 硫醚的含量和组成结构分析 6
2.2.2 噻吩的含量和组成结构分析 7
2.3 重油中硫醚和噻吩的分离与富集 8
2.4 硫化物的检测方法 9
2.4.1 传统仪器分析方法 9
2.4.2 傅立叶变换离子回旋共振质谱在重质油硫化物中的应用 10
2.5 论文目的与内容 11
第3章 实验部分 13
3.1 实验所用试剂与样品 13
3.1.1 试剂 13
3.1.2 样品信息 13
3.2仪器及实验条件 13
3.2.1 傅立叶变换离子回旋共振质谱仪及仪器条件 13
3.2.2 硫氮分析仪 14
3.3 实验方案 14
3.4 实验方法 15
3.4.1 四组分分离 15
3.4.2 硅胶柱分离甲苯冲出物 15
3.4.3 硫醚选择性氧化 15
3.4.4 硫化物甲基衍生化 16
第4章 加拿大油砂沥青中含硫化合物分析 17
4.1 数据处理 17
4.2 结果与讨论 18
4.2.1加拿大油砂沥青饱和分 18
4.2.2 加拿大油砂沥青甲苯冲出物中硫化物分布 21
4.3 小结 25
第5章 独山子减压渣油中含硫化合物分析 26
5.1 数据处理 26
5.2 结果与讨论 26
5.2.1. 独山子减压渣油饱和分中硫化物 26
5.2.2. 独山子VR甲苯冲出物中硫化物 29
5.3 小结 32
第6章 结论 33
参考文献 34
致谢 36
页数：42 字数：17630
摘要
本文采用电喷雾-傅立叶变换离子回旋共振质谱分析了加拿大油砂沥青和独山子减压渣油中噻吩和硫醚类化合物的组成特征。将两种重油分别进行四组分分离和硅胶柱色谱分离，并采用氧化剂四丁基高碘酸铵将分离所得的饱和分和弱极性组分进行氧化，将其中的硫醚类化合物选择性的转化为亚砜，同时将氧化前后的石油组分中的硫化物分别进行甲基衍生化，最后将甲基化锍盐分别进行正离子电喷雾-傅立叶变换离子回旋共振质谱仪分析。
通过比较同一石油样品氧化前后甲基锍盐中含硫化合物的DBE和碳数分布差异，最终得到加拿大油砂沥青和独山子减压渣油饱和分及弱极性组分中硫醚和噻吩类含硫化合物的DBE和碳数分布信息，同时也能得到两种不同样品中硫化物的分子量分布信息。关键词：减压渣油，油砂沥青，硫化物，傅立叶变换离子回旋共振质谱Characterization of the Sulfur Compounds in Heavy Oil
by ESI FT-ICR MS
Abstract
In this work, sulfide and thiophenic compounds in Canada oil sands bitumen and Dushanzi vacuum residue were identified by electrospray ionization (ESI) Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (FT-ICR MS). The two oil samples were separated as saturates, aromatics, resins and asphaltenes (SARA) and non-polar fractions, respectively. Then the saturates and non-polar fractions were oxidated by tetrabutylammonium periodate (TBAPI). Sulfides were selectively oxidated into sulfoxides, meanwhile the samples before and after oxidation were derivatized by methylation to the methylsulfonium salts. The resulting sulfonium salts were all identified by positive-ion ESI FT-ICR MS.
Mass spectra revealed the composition characteristics of sulfide and thiophenic compounds in these samples by contrasting the double bond equivalence (DBE) and carbon number distribution of sulfur compounds before and after oxidation assisted with methylation to methylsulfonium salts. Meanwhile, the mass spectra also revealed the molecular weight distribution of sulfur compounds in the two heavy oils.
Key words: Vacuum residue; Oil sands bitumen; Sulfur compounds; FT-ICR MS
目 录
第1章 前言 1
第2章 文献综述 2
2.1 石油及其馏分中硫的分布及存在形式 2
2.2 渣油中硫化物的组成与分布 4
2.2.1 硫醚的含量和组成结构分析 6
2.2.2 噻吩的含量和组成结构分析 7
2.3 重油中硫醚和噻吩的分离与富集 8
2.4 硫化物的检测方法 9
2.4.1 传统仪器分析方法 9
2.4.2 傅立叶变换离子回旋共振质谱在重质油硫化物中的应用 10
2.5 论文目的与内容 11
第3章 实验部分 13
3.1 实验所用试剂与样品 13
3.1.1 试剂 13
3.1.2 样品信息 13
3.2仪器及实验条件 13
3.2.1 傅立叶变换离子回旋共振质谱仪及仪器条件 13
3.2.2 硫氮分析仪 14
3.3 实验方案 14
3.4 实验方法 15
3.4.1 四组分分离 15
3.4.2 硅胶柱分离甲苯冲出物 15
3.4.3 硫醚选择性氧化 15
3.4.4 硫化物甲基衍生化 16
第4章 加拿大油砂沥青中含硫化合物分析 17
4.1 数据处理 17
4.2 结果与讨论 18
4.2.1加拿大油砂沥青饱和分 18
4.2.2 加拿大油砂沥青甲苯冲出物中硫化物分布 21
4.3 小结 25
第5章 独山子减压渣油中含硫化合物分析 26
5.1 数据处理 26
5.2 结果与讨论 26
5.2.1. 独山子减压渣油饱和分中硫化物 26
5.2.2. 独山子VR甲苯冲出物中硫化物 29
5.3 小结 32
第6章 结论 33
参考文献 34
致谢 36
