CN106769627B - 一种高固含量煤液化油沥青质含量的检测方法 - Google Patents

一种高固含量煤液化油沥青质含量的检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种高固含量煤液化油沥青质含量的检测方法，包含以下步骤：（1）将煤液化油试样溶于正庚烷后，经超声和加热处理；（2）将步骤（1）的产物静置后，进行过滤，滤渣备用；（3）将滤渣置于索氏提取器中，用正庚烷回流抽提，直至索式提取器虹吸管流下液体完全无色为止，得到正庚烷不溶物；（4）将甲苯置于容器中，回流抽提步骤（3）得到的正庚烷不溶物，直至索式提取器虹吸管流下的液体完全无色，然后将容器中的产物干燥，得到沥青质，质量记录为

Description

一种高固含量煤液化油沥青质含量的检测方法
技术领域
本发明属于沥青质含量的检测领域，具体涉及一种高固含量煤液化油沥青质含量的检测方法。
背景技术
一般把石油中不溶于分子（C5-C7）正构烷烃、但能溶于热苯的物质称为沥青质，是重质油中相对分子量最大、极性最强、C/H原子比最大的黑色脆片状物质，实际上它是一种可溶的、无规则、杂散的有机质地大分子。沥青质的沉淀、吸附会对储层、开采、储运、加工等方面造成伤害。因此，即时、准确的检测沥青质的含量意义重大。
沥青质含量的分析方法有分光光度计法、TLC-FID法、薄层色谱分析法及SYT7550-2012法等，其中SYT 7550-2012法使用较为普遍，具有一定的权威性。以上几种方法对于高固含量的油品检测时，存在重复性差的缺点，导致每次试验的结果之间波动较大，结果不准确。但是，由于煤直接液化油或煤油共炼高压分离器底部产物的固含量较高，固含量一般在5～25%之间，在使用以上几种方法进行检测时，实验的准确度不高，实验结果的重复性和再现性不佳，这使得以上几种方法失去了适用性。
发明内容：
针对现有技术的缺陷，本发明旨在提供一种高固含量煤液化油沥青质含量的检测方法，实验结果的重复性和再现性好。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种高固含量煤液化油沥青质含量的检测方法，包含以下步骤：
（1）将煤液化油试样溶于正庚烷后，经超声和加热处理，具体操作为：（a）称取煤液化油试样置于恒重的容器1中，准确至0.0001g，试样质量记为，加入正庚烷，置于超声波清洗机中处理10-20min，其中，煤液化油质量与正庚烷的体积比为1g：（20-45）mL，容器1为可以与索氏抽提器密封相连的容器；（b）将容器1依次索氏抽提器和冷凝器相连，进行加热回流55-65min，控制回流速度以滴状而非线状进行；
（2）将步骤（1）的产物静置后，进行过滤，得到滤渣，保留滤渣及滤纸备用；
（3）将步骤（2）的滤渣及滤纸置于索氏提取器中，保持滤纸不堵塞索氏提取器底部的孔，用正庚烷进行回流抽提，直至索式提取器虹吸管流下液体完全无色为止，得到不溶物；
（4）将甲苯置于容器1中，回流抽提步骤（3）得到的不溶物，直至索式提取器虹吸管流下的液体完全无色，然后将容器中的产物干燥，得到沥青质，质量记录为；
（5）计算得到沥青质含量。
优选地，步骤（1）中煤液化油质量与正庚烷的体积比为1g：30mL。
优选地，步骤（1）中超声波清洗机中处理时温度为60-80℃。
优选地，步骤（2）的具体操作为：（a）待溶液冷却后取下容器，盖好塞子，在暗处静置90 min～150 min；（b）用倾泻法将溶液先过滤，无需搅拌，再用20-50mL热的正庚烷洗净容器1中的残留物，滤渣完全转移至滤纸上。
优选地，步骤（3）的具体操作为：（a）将步骤（2）得到的带有滤渣的滤纸折叠成空筒状置于索式提取器内，保持滤纸顶部敞开、底部不堵塞提取器底部的孔；（b）取50 mL正庚烷于容器2中，容器2为可以与索氏抽提器密封相连的容器，依次与索氏提取器和冷凝器相连，进行加热回流抽提，控制正庚烷从冷凝器末端滴下的速度为2滴/s～4滴/s，回流抽提时间不少于60min，直至索式提取器虹吸管流下液体完全无色为止，得到正庚烷不溶物。
优选地，步骤（4）的具体操作为：（a）冷却后，取下容器2，取30 mL甲苯于容器1中，依次与索氏提取器、冷凝器相连，加热回流正庚烷不溶物，直到索式提取器虹吸管流下的液体完全无色；（b）冷却后，取下容器1，160℃下恒温蒸馏120-180min，除去甲苯；（c）然后移入真空烘箱中，在100°C～110°C、53.3 kPa～66.7 kPa的负压下干燥60 min，得到沥青质；（d）取出放在干燥器中冷却40 min后称量，准确至0.0001 g，沥青质质量记录为。
优选地，步骤（5）的具体操作为：沥青质含量以质量分数w 1计，用百分数表示，按以下公式计算：w 1=(÷)×100%，取重复检测两个结果的算术平均值作为试验结果，当沥青质含量（质量分数）<1.00%时，精确至0.05%，当沥青质含量（质量分数）>1.0%时，精确至0.1%。
本发明的优点：
本发明提供的检测方法，对于高固含量和高沥青质含量，实验结果准确，实验结果的重复性和再现性好，实验结果可靠性高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细的说明。
试样：一种煤直接液化油热高分底部产物，其固含量在15～25%之间，固体主要为未转化的煤、反应生成的焦、催化剂粉末及添加剂颗粒。
重复性验证
实施例1
检测其沥青质含量的方法，包含以下步骤：
（1）称取煤液化油试样1.5g，精确值0.0001g，质量记为，置于恒重的24#磨口锥形瓶1中，加入正庚烷30mL，置于超声波清洗机中，处理20min；将锥形瓶1与索氏提取器、冷凝器相连，置于电热套之上，打开冷却水，加热回流55min，控制回流速度以滴状而非线状进行；
（2）待溶液冷却后取下锥形瓶1，盖好塞子，在暗处静置90 min；然后用倾泻法将溶液先过滤，无需搅拌，再用20mL热的正庚烷洗净锥形瓶1中的残留物，滤渣完全转移至滤纸上；
（3）将步骤（2）得到的带有滤渣的滤纸折叠成空筒状置于索式提取器内，保持滤纸顶部敞开、底部不堵塞提取器底部的孔；然后取50 mL正庚烷于24#磨口锥形瓶2中，锥形瓶2依次与索氏提取器和冷凝器相连，进行加热回流抽提，控制正庚烷从冷凝器末端滴下的速度为2滴/s～4滴/s，回流抽提时间不少于60min，直至索式提取器虹吸管流下液体完全无色为止，得到正庚烷不溶物；
（4）冷却后，取下锥形瓶2，取30 mL甲苯于锥形瓶1中，依次与索氏提取器、冷凝器相连，加热回流正庚烷不溶物，直到索式提取器虹吸管流下的液体完全无色；冷却后，取下锥形瓶1，放在160℃的恒温恒温电热板上蒸馏120min，除去甲苯；然后移入真空烘箱中，在100°C、53.3 kPa的负压下干燥60 min，得到沥青质；取出放在干燥器中冷却40 min后称量，准确至0.0001 g，沥青质质量记录为；
（5）按照公式：w 1=(÷)×100%，计算沥青质含量，沥青质含量以质量分数w 1计。
按照上述试验方法，在同一实验室，由同一操作者对同一试样进行3次重复试验，分别记为平行样1、平行样2、平行样3。
同时，采用了SYT 7550-2012方法，对试样进行了检测，试验结果见表1，为了更好地对比，在本发明的实施例中，统一将结果精确至0.01%。
其中，采用SYT 7550-2012方法测定时，步骤如下：
（1）按照方法SYT 7550-2012中的要求，称取煤液化油试样100g，于蒸馏瓶中，精确至0.01g，记录为m，将煤液化油试样蒸馏至液相温度达260℃，制取残油，蒸馏结束后将残油冷却至室温，质量即为，得到的残油用于检测沥青质含量；
（2）称取残油试样1.5g，精确值0.0001g，质量记为，置于恒重的24#磨口锥形瓶1中，加入正庚烷45mL；将锥形瓶1与抽提器、冷凝器相连，置于电热套之上，打开冷却水，加热回流55min，控制回流速度以滴状而非线状进行；
（3）待溶液冷却后取下24#磨口锥形瓶1，盖好塞子，在暗处静置90 min；然后用倾泻法将溶液先过滤，无需搅拌，再用20mL热的正庚烷洗净锥形瓶1中的残留物，滤渣完全转移至滤纸上；
（4）将步骤（2）得到的带有滤渣的滤纸折叠成圆锥状置于抽提器内；然后取50 mL正庚烷于24#磨口锥形瓶2中，锥形瓶2依次与抽提器和冷凝器相连，进行加热回流抽提，控制正庚烷从冷凝器末端滴下的速度为2滴/s～4滴/s，回流抽提180min，抽提器流下液体呈无色，得到正庚烷不溶物；
（5）冷却后，取下锥形瓶2，取30 mL甲苯于锥形瓶1中，依次与抽提器、冷凝器相连，加热回流正庚烷不溶物，直到抽提器流下的液体完全无色；冷却后，取下锥形瓶1，160℃恒温120min，除去甲苯；然后移入真空烘箱中，在100°C、53.3 kPa的负压下干燥60 min，得到沥青质；取出放在干燥器中冷却40 min后称量，准确至0.0001 g，沥青质质量记录为m 3；
（6）按照公式：w 1=(÷)×(÷m)100%，计算沥青质含量，沥青质含量以质量分数w 1计。
按照上述试验方法，在同一实验室，由同一操作者对同一试样进行3次重复试验，分别记为平行样1、平行样2、平行样3。
表1 沥青质含量分析结果
由表1可知，与SYT 7550-2012方法相比，实施例1的结果重复性高，而采用SYT7550-2012时，每次平行试验之间结果偏差较大，重复性差。
实施例2
一种高固含量煤液化油沥青质含量的检测方法，包含以下步骤：
（1）将煤液化油试样溶于正庚烷后，经超声和加热处理，具体操作为：（a）称取煤液化油试样1.0g，精确值0.0001g，质量记为m 1，置于恒重的24#磨口锥形瓶1中，加入正庚烷45mL，置于超声波清洗机中，在60℃下处理10min；（b）将锥形瓶1与索氏提取器、冷凝器相连，置于电热套之上，打开冷却水，加热回流65min，控制回流速度以滴状而非线状进行；
（2）待溶液冷却后取下24#磨口锥形瓶1，盖好塞子，在暗处静置150 min；然后用倾泻法将溶液先过滤，无需搅拌，再用50mL热的正庚烷洗净锥形瓶1中的残留物，滤渣完全转移至滤纸上；
（3）将步骤（2）得到的带有滤渣的滤纸折叠成空筒状置于索式提取器内，保持滤纸顶部敞开、底部不堵塞提取器底部的孔；然后取50 mL正庚烷于24#磨口锥形瓶2中，锥形瓶2依次与索氏提取器和冷凝器相连，进行加热回流抽提，控制正庚烷从冷凝器末端滴下的速度为2滴/s～4滴/s，回流抽提时间不少于60min，直至索式提取器虹吸管流下液体完全无色为止，得到正庚烷不溶物；
（4）冷却后，取下锥形瓶2，取30 mL甲苯于锥形瓶1中，依次与索氏提取器、冷凝器相连，加热回流正庚烷不溶物，直到索式提取器虹吸管流下的液体完全无色；冷却后，取下锥形瓶1，放在160℃的恒温恒温电热板上蒸馏180min，除去甲苯；然后移入真空烘箱中，在110°C、66.7 kPa的负压下干燥60 min，得到沥青质；取出放在干燥器中冷却40 min后称量，准确至0.0001 g，沥青质质量记录为。
（5）按照公式：w 1=(÷)×100%，计算沥青质含量，沥青质含量以质量分数计。
按照上述试验方法，在同一实验室，由同一操作者对同一试样进行3次重复试验，分别记为平行样1、平行样2、平行样3。
同时，采用了SYT 7550-2012方法，对试样进行了检测，试验结果见表2，为了更好地对比，将试验结果精确至0.01%。
表2 沥青质含量分析结果
由表2可知，与SYT 7550-2012方法相比，实施例2的结果重复性高，而采用SYT7550-2012时，每次平行试验之间结果偏差较大，重复性差。
实施例3
一种高固含量煤液化油沥青质含量的检测方法，包含以下步骤：
（1）将煤液化油试样溶于正庚烷后，经超声和加热处理，具体操作为：（a）称取煤液化油试样2.0g，精确值0.0001g，质量记为，置于恒重的24#磨口锥形瓶1中，加入正庚烷60mL，置于超声波清洗机中在80℃下处理15min；（2）将锥形瓶1与索氏提取器、冷凝器相连，置于电热套之上，打开冷却水，加热回流60min，控制回流速度以滴状而非线状进行；
（2）待溶液冷却后取下锥形瓶1，盖好塞子，在暗处静置120 min；然后用倾泻法将溶液先过滤，无需搅拌，再用50mL热的正庚烷洗净锥形瓶1中的残留物，滤渣完全转移至滤纸上；
（3）将步骤（2）得到的带有滤渣的滤纸折叠成空筒状置于索式提取器内，保持滤纸顶部敞开、底部不堵塞提取器底部的孔；然后取50 mL正庚烷于24#磨口锥形瓶2中，锥形瓶2依次与索氏提取器和冷凝器相连，进行加热回流抽提，控制正庚烷从冷凝器末端滴下的速度为2滴/s～4滴/s，回流抽提时间不少于60min，直至索式提取器虹吸管流下液体完全无色为止，得到正庚烷不溶物；
（4）冷却后，取下锥形瓶2，取30 mL甲苯于锥形瓶1中，依次与索氏提取器、冷凝器相连，加热回流正庚烷不溶物，直到索式提取器虹吸管流下的液体完全无色；冷却后，取下锥形瓶1，放在160℃的恒温恒温电热板上蒸馏180min，除去甲苯；然后移入真空烘箱中，在105°C、60 kPa的负压下干燥60 min，得到沥青质；取出放在干燥器中冷却40 min后称量，准确至0.0001 g，沥青质质量记录为m 2。
（5）按照公式：w 1=(÷)×100%，计算沥青质含量，沥青质含量以质量分数计。
按照上述试验方法，在同一实验室，由同一操作者对同一试样进行3次重复试验，分别记为平行样1、平行样2、平行样3。
同时，采用了SYT 7550-2012方法，对试样进行了检测，试验结果见表3，为了更好地对比，将试验结果精确至0.01%。
表3 沥青质含量分析结果
由表3可知，与SYT 7550-2012方法相比，实施例3的结果重复性高，而采用SYT7550-2012时，每次平行试验之间结果偏差较大，重复性差。
再现性验证
实施例4
将实施例3的试验在另一不同的实验室由同一操作者进行操作，试验条件都相同。结果见表4。
表4 沥青质含量分析结果
由表3和表4对照可知，本发明提供的方法再现性好，同一试验方法（实施例3）在不同实验室的结果基本无差异，而采用SYT 7550-2012方法在不同实验室检测的结果差异较大，再现性差。
准确性验证
实施例5
取已知沥青质含量的煤液化油品做为测试样，固含量均在15-25%之间，其沥青质含量分别为样品1：(4.50.2)%、样品2：(8.50.1)%、样品3：(12.00.2)%，用本发明实施例3提供的方法和SYT 7550-2012法分别检测其中的沥青质含量，每个样品重复做5次试验，测试结果见表5。
表5 对已知沥青质含量的油品的检测结果
由表5可知，在测试已知沥青质含量的样品时，本发明提供的方法检测的沥青质含量均在已知含量范围内，测试结果标准偏差小于0.02%，而采用SYT 7550-2012检测时，测试的结果超出已知含量的范围，标准偏差大于0.3%，每次测试的结果之间离散。

Claims (6)

1.一种高固含量煤液化油沥青质含量的检测方法，其特征在于：包含以下步骤：
（1）将煤液化油试样溶于正庚烷后，经超声和加热处理，具体操作为：（a）称取煤液化油试样置于恒重的容器1中，准确至0.0001 g，试样质量记为m 1，加入正庚烷，置于超声波清洗机中处理10-20min，其中，煤液化油质量与正庚烷的体积比为1g：（20-45）mL，容器1为可以与索氏抽提器密封相连的容器；（b）将容器1依次与索氏抽提器和冷凝器相连，进行加热回流55-65min，控制回流速度以滴状而非线状进行；
（2）将步骤（1）的产物静置后，进行过滤，得到滤渣，保留滤渣及滤纸备用；
（3）将步骤（2）的滤渣及滤纸置于索氏提取器中，保持滤纸不堵塞索氏提取器底部的孔，用正庚烷进行回流抽提，直至索式提取器虹吸管流下液体完全无色为止，得到不溶物；
（4）将甲苯置于容器1中，回流抽提步骤（3）得到的不溶物，直至索式提取器虹吸管流下的液体完全无色，然后将容器中的产物干燥，得到沥青质，质量记录为m 2；
（5）计算得到沥青质含量；
步骤（1）中超声波清洗机中处理时温度为60-80℃。
2.根据权利要求1所述的一种高固含量煤液化油沥青质含量的检测方法，其特征在于：步骤（1）中煤液化油质量与正庚烷的体积比为1g：30mL。
3.根据权利要求1或2所述的一种高固含量煤液化油沥青质含量的检测方法，其特征在于：步骤（2）的具体操作为：（a）待溶液冷却后取下容器1，盖好塞子，暗处静置90 min～150min；（b）用倾泻法将溶液先过滤，无需搅拌，再用20-50mL热的正庚烷洗净容器1中的残留物，滤渣完全转移至滤纸上。
4.根据权利要求3所述的一种高固含量煤液化油沥青质含量的检测方法，其特征在于：步骤（3）的具体操作为：（a）将步骤（2）得到的带有滤渣的滤纸折叠成空筒状置于索式提取器内，保持滤纸顶部敞开、底部不堵塞提取器底部的孔；（b）取50 mL正庚烷于容器2中，容器2为可以与索氏抽提器密封相连的容器，依次与索氏提取器和冷凝器相连，进行加热回流抽提，控制正庚烷从冷凝器末端滴下的速度为2滴/s～4滴/s，回流抽提时间不少于60min，直至索式提取器虹吸管流下液体完全无色为止，得到不溶物。
5.根据权利要求4所述的一种高固含量煤液化油沥青质含量的检测方法，其特征在于：步骤（4）的具体操作为：（a）冷却后，取下容器2，取30 mL甲苯于容器1中，依次与索氏提取器、冷凝器相连，加热回流步骤（3）所得的不溶物，直到索式提取器虹吸管流下的液体完全无色；（b）冷却后，取下容器1， 160℃下恒温蒸馏120-180min；（c）然后移入真空烘箱中，在100°C～110°C、53.3 kPa～66.7 kPa的负压下干燥60 min，得到沥青质；（d）取出放在干燥器中冷却40 min后称量，准确至0.0001 g，沥青质质量记录为m 2。
6.根据权利要求5所述的一种高固含量煤液化油沥青质含量的检测方法，其特征在于：步骤（5）的具体操作为：沥青质含量以质量分数w 1计，用百分数表示，按以下公式计算：w 1=()×100%，取重复测定两个结果的算术平均值作为试验结果，当沥青质含量<1.00%时，精确至0.05%，当沥青质含量>1.0%时，精确至0.1%。
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