[发明专利]一种固相萃取分离重油烃类组分的固定相

说明书

技术领域

本发明为一种固相萃取分离烃类中不同结构组分的固定相，具体地说，是一种固相萃取分离重油中不同结构烃组成的固定相。

背景技术

重油是催化裂化、加氢精制、加氢裂化和焦化等二次加工过程的主要原料，而重油加工水平是影响炼厂经济效益的重要因素。由于重油结构组成复杂，即使在馏程相近，H/C比、平均分子量等整体性质相当的情况下，其详细的烃类组成、碳数分布都有很大区别。这些区别会因化学反应不同而造成转化规律上的差异，因此，需要基于对其接近准分子水平的认识和不同极性组分反应性能的研究来选择与之最匹配的二次加工工艺，从而提高重油的有效利用率和加工技术水平。

重油中的饱和烃是良好的二次加工原料，但其中的芳烃和杂原子化合物的二次加工性能较差。目前，对重油中的芳烃尤其是多环芳烃的研究引起了广泛关注。但无论是分析测试还是加工性能的评价都需要高纯度的样品，这就需要对重油中的组分按照极性的不同进行分离，因而对分离过程提出两方面的要求：(1)分离效率高，能分离出高纯度的样品以满足后续分析检测及反应机理研究的需要；(2)样品处理量大，能较快速地分离出可满足后续反应和评价实验需要的样品量；(3)可以对芳烃组分按照极性进行进一步的分离，实现对单环芳烃、双环芳烃和多环芳烃的富集。

对重油按照极性进行组分分离，主要是按烃类组成进行分离，如双吸附剂法测定润滑油的潜含量的分离方法就是将脱蜡后的润滑油馏分分离为饱和烃、轻芳烃、中芳烃、重芳烃四个组分。其基本过程为先进行酮苯脱蜡，再以氧化铝(γ-Al₂O₃)和硅胶双吸附剂为固定相进行柱色谱分离，用石油醚、不同体积比的石油醚-苯、苯-乙醇(1：1)为溶剂依次冲洗出饱和烃、轻芳烃、中芳烃、重芳烃四个组分(杨翠定等编.石油化工分析方法.科学出版社，1990:26)。这种双吸附剂柱分离方法对石蜡基润滑油馏分油的脱蜡油分离效果较好，但是对于多环芳烃含量和硫含量高的重油的分离精度有限，组分之间交叉严重。该方法中使用的吸附剂为氧化铝和硅胶双吸附剂，对多环芳烃和含硫化合物的吸附能力有限，在分离芳烃含量较高的重油时，处理量较少，固定相失活速度快，对各组分的吸附保留能力下降，导致分离柱柱效降低，分离出的各组交叉污染现象严重。

对固定相进行一定的改性，适度增强固定相对芳烃的吸附能力可以提高分离效率，缩短分离时间，增大固定相对油品的处理量。高秀香(高秀香等.银改性硅藻土材料捕集烯烃的研究.分析化学,2003,31(8):911-914)采用银盐涂在硅胶表面或以银离子为阳离子交换剂对烯烃和饱和烃进行分离，其原理是银离子外层空的sp杂化轨道可以与烯烃的π电子发生较强的配合作用生成稳定的配合物，所以在色谱柱上的保留时间增加，而饱和烃不含有可以与银离子发生相互作用的官能团，与固定相几乎没有发生作用，如此达到饱和烃与烯烃分离的目的。

陶学明(陶学明，龙义成，陆婉珍.高效液相色谱法测定柴油族组成.色谱,1995,13(5):368-372)以银型磺酸键合硅胶(Ag-SCX柱)为固定相，以苯改性的正己烷为流动相，在高效液相色谱上实现了不同碳链长度的烯烃(C₁₄、C₁₆及C₁₈)与烷烃(白油)混合物的分离。与此相似，芳烃中含有大π键，可以与银离子有一定的作用，且环数不同的芳烃由于其共轭程度的不同与银离子的作用程度不同，在柱子上的保留时间也不同。因此，可以按照这种原理将饱和烃与芳烃进行分离，并可以对不同环数的芳烃进行分离。

强冬梅(强冬梅,陆婉珍.环己烯与芳烃在Ag-SCX柱上分离机制的研究.色谱,1998,16(3):187-190)以Ag-SCX(银柱)为固定相，3‰环己烯/环己烷为流动相，分离对象为十二烷基苯、芴及菲分别与饱和烃(润滑油馏分)配制成的1：1的正己烷溶液，考察了环己烯与不同环数芳烃在银柱上的分离机制。文中指出，不同环数的芳烃的色谱热力学平衡常数依次为121(十二烷基苯)>21(芴)>13.8(菲)，平衡常数越大的芳烃在银柱上的吸附越弱，因此，芳烃在银柱上的吸附强度随环数的增加而增强。这些都是针对微量的几种单体烃混合物的分离分析，只能满足分析测试的目的，不能满足制备级分离复杂的重油样品的需求。