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含硫化合物组成是重质油化学研究的重要课题之一,由于重质油组成十分复杂,传统仪器手段很难深入到分子层次研究重质油中硫化物的组成。本论文以减压渣油为研究对象,采用裂解气相色谱(PY-GC)和傅立叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICRMS)研究其中硫化物的分子组成。
PY-GC结合脉冲火焰光度检测器(PFPD),可以选择性地对渣油高温裂解产生0的小分子硫化物进行高灵敏度检测。实验针对PY-GC分析过程中的硫平衡问题进行了考察,通过外标法得出经过裂解色谱的分离后可检测到的硫化物的含量约占总硫含量的28～44%,裂解过程无法达到硫平衡。采用PY-GC研究了委内瑞拉稠油减压渣油超临界流体萃取分馏窄馏分(SFEF)中硫化物组成,对裂解产物进行了半定量表征。随着馏分的变重,裂解产物中噻吩类硫化物的百分含量变化并不明显,H2S的百分含量逐渐增加,小分子硫醚类物质的百分含量逐渐减少。
含硫化合物经过甲基衍生化反应转化为锍盐,利用正离子电喷雾电离源(ESI)结合FT-ICRMS研究加拿大油砂沥青渣油(VTB)及其超临界流体萃取分馏窄馏分中的含硫化合物。鉴定出S1、S2、S3、O1S1、O1S2、O2S1和N1S1类共七类含硫化合物。VTB及其窄馏分中主要类型的含硫化合物的母核结构大多是噻吩型,随着馏分的变重,各种类型的含硫化合物的碳数逐渐增加,等效双键(DBE)值不断升高,表现出越来越高的分子缩合度。
采用正离子ESIFT-ICRMS研究了俄罗斯减压渣油(VR)中的亚砜类硫化物,发现VR与其SFEF中亚砜类化合物DBE值的分布范围相似,并且在减压渣油中亚砜类化合物以环状结构存在。亚砜类化合物在芳香分、胶质、重质胶质和沥青质中均有分布,但在不同极性的组分中其分子组成有很大差异。在四组分分离过程中,随着洗脱溶剂极性的增强,能将亚砜类化合物富集到重质胶质和沥青质中。