孫旭東(中沙(天津)石化有限公司 天津 300271)

由化學(xué)結(jié)構(gòu)原理可以得知，在催化裂解過(guò)程中，C鏈會(huì)發(fā)生斷裂、異構(gòu)化、烷基化、C鏈耦合以及芳構(gòu)化等方面的變化。這些變化完全打破了原來(lái)的C鏈結(jié)構(gòu)，使有機(jī)物發(fā)生了較大的變化。同時(shí)，生成的烯烴也可以很好地參與至相應(yīng)的反應(yīng)過(guò)程中。為了能夠?qū)ιa(chǎn)乙烯的催化裂解過(guò)程進(jìn)行綜合性地評(píng)價(jià)，不僅要對(duì)氣相結(jié)果進(jìn)行分析，此外還應(yīng)與液相產(chǎn)物的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)合進(jìn)行分析。GC-MS檢測(cè)方法能不僅可以對(duì)多組分進(jìn)行定性分析，而且還可以對(duì)其進(jìn)行定量分析，是目前檢測(cè)分析多組分有機(jī)化合物效果最佳的一種檢測(cè)方法。采用GC-MS方法對(duì)混合烴類化合物的相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。本研究主要采用了GC-MS方法對(duì)乙烯裂解過(guò)程中所產(chǎn)生的液相產(chǎn)物的具體組分進(jìn)行定性及定量分析，現(xiàn)將有關(guān)結(jié)果報(bào)告如下。

一、實(shí)驗(yàn)部分

1.主要儀器

研究主要使用的儀器型號(hào)為HP-6890GC/QUATTROMS型號(hào)的氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，該氣質(zhì)聯(lián)用儀為英國(guó)Micromass公司所生產(chǎn)。

2.樣品

主要裂解原料采用石腦油工業(yè)品；液相產(chǎn)物：以石腦油作為原料催化裂解而產(chǎn)生的液相產(chǎn)物；以正十二烷作為原料不同裂解工藝而產(chǎn)生的液相產(chǎn)物；標(biāo)樣：正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷、正癸烷、正十一烷、正十二烷、己烯-1，反己烯-2等樣品。

3.氣相色譜-質(zhì)譜分析參數(shù)設(shè)置

(1)色譜參數(shù)設(shè)置情況

色譜柱為BPX-35石英毛細(xì)管柱，該毛細(xì)管柱的規(guī)格大小為30m×0.25mm×0.25μm，石材為彈性石英毛細(xì)管柱，柱溫設(shè)置為30℃，恒溫5分鐘，程序升溫幅度為3℃/min~150℃，10℃/min升至250℃，持續(xù)時(shí)間為20分鐘。將汽化室溫度設(shè)置為280℃，載氣為氦氣，柱子的前壓為40k Pa，分流比例為30:1，進(jìn)樣量為0.04μL。

(2)質(zhì)譜參數(shù)設(shè)置情況

EI離子源，將電離電壓設(shè)置為70eV，掃描的范圍大小為m/z20-400amu，離子源溫度設(shè)置為200℃，氣相色譜-質(zhì)譜接口處溫度設(shè)置為280℃，NIST標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜譜庫(kù)。

二、結(jié)果與分析

石腦油及其液相裂解產(chǎn)物組成非常復(fù)雜，其復(fù)雜性主要體現(xiàn)在它具有非常多的同分異構(gòu)體，僅僅靠譜庫(kù)檢索難以準(zhǔn)確地對(duì)全部組分結(jié)構(gòu)加以確定。本研究中主要采用了NIST標(biāo)注譜庫(kù)進(jìn)行檢索以及色譜保留的時(shí)間、標(biāo)樣對(duì)照、文獻(xiàn)數(shù)據(jù)等多種定性的方法，對(duì)石腦油及其液相產(chǎn)物分別定出接近百余個(gè)組成成分。將各個(gè)組分C的數(shù)量以及C鏈結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類分析，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)下表1與表2所示。下表中各個(gè)組分的相對(duì)含量采用峰面積進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如下。

表1 乙烯裂解原料石腦油的組成成分分析結(jié)果

表2 催化裂解石腦油液相產(chǎn)物的組成分析

由上兩個(gè)表格的數(shù)據(jù)顯示可以看出：液相產(chǎn)物的直鏈烷烴含量明顯下降,芳烴含量明顯上升。表明原料中直鏈烷烴參與反應(yīng)的量多,芳烴參與反應(yīng)的量少。

三、結(jié)論

對(duì)石腦油及其催化裂解液相產(chǎn)物的組成按碳數(shù)及碳鏈結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類歸屬,分析結(jié)果表明直鏈烷烴參與反應(yīng)量較多,而芳烴參與反應(yīng)量較少。以兩種不同工藝裂解正十二烷,產(chǎn)生的液相產(chǎn)物在化學(xué)組成和相對(duì)含量上均有明顯差異,熱裂解過(guò)程比催化裂解過(guò)程更易發(fā)生α斷裂;而催化裂解過(guò)程比熱裂解過(guò)程更有利于正十二烷烴的裂解。

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