CN114088797A - 一种石油油品中芳香烃类化合物的磺化方法和分析方法 - Google Patents

一种石油油品中芳香烃类化合物的磺化方法和分析方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种石油油品中芳香烃类化合物的磺化方法和分析方法。磺化方法包括:在有机溶剂A中层析硅胶与氯磺酸反应得硅胶磺酸,进而与无水硫酸钠混合后制成固相萃取柱;将待分析石油油品加入到固相萃取柱中,进入固相萃取柱中的油品在有机溶剂B环境中借助固相萃取柱进行磺化反应。分析方法包括:在有机溶剂A中层析硅胶与氯磺酸反应得硅胶磺酸,进而与无水硫酸钠混合后制成固相萃取柱;将待分析石油油品加入到固相萃取柱中,进入固相萃取柱中的油品在有机溶剂B环境中借助固相萃取柱进行磺化反应;将磺化产物自固相萃取柱中提取出来;采用电喷雾电离质谱仪表征磺化产物分子组成,进而进行待分析石油油品样品中芳香烃类化合物的分析。

Description

一种石油油品中芳香烃类化合物的磺化方法和分析方法
技术领域
本发明属于石油组成分析技术领域,特别涉及一种石油油品中芳香烃类化合物的磺化方法和分析方法。
背景技术
电喷雾电离技术结合高分辨质谱实现了石油中极性化合物的分子组成分析,但电喷雾技术难以直接电离烃类化合物。虽然芳香烃类化合物可以通过大气压光致电离技术检测,但不同缩合度芳香烃的电离效率差异巨大,无法进行定量分析。为解决芳香烃的质谱分析难题,可以通过将芳香烃转化为磺酸盐,使用电喷雾质谱分析其分子组成。由于磺酸盐在电喷雾质谱中具有非常强的响应灵敏度,且不同结构类型的磺酸盐具有相近的电离效率,因此通过将石油中芳香烃类转化为磺酸盐,使用电喷雾高分辨质谱分析,理论上是一种可行的定量分析石油中芳香烃类化合物分子组成的分析方法。
以上方法是可行的,但操作过程存在很多技术难题,其中磺化反应是关键。传统磺化反应使用三氧化硫作磺化剂,反应转化率高,但选择性差,一部分环烷烃发生磺化反应,导致质谱分析结果无法解析。相对于三氧化硫,氯磺酸表现出很好的芳烃选择性,但是副反应难以抑制,导致部分芳烃发生过度磺化,严重影响定量分析的数据准确性。
为了实现石油中芳香烃类化合物分子组成的定量分析,需要一种能够将芳香烃分子定向转化为对应(单)硫酸盐的衍生化方法。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种石油油品中芳香烃化合物的磺化衍生化方法,能够很好的满足通过电喷雾高分辨质谱分析石油油品芳香烃分子组成的磺化需要。
本发明的另一个目的在于提供一种利用电喷雾高分辨质谱分析石油油品芳香烃分子组成的。
为了实现上述目的,本发明提供了一种石油油品中芳香烃类化合物的磺化方法,其中,该方法包括如下步骤:
固相萃取柱制备步骤:在有机溶剂A环境中,层析硅胶与氯磺酸反应制备得到硅胶磺酸(即磺化硅胶);将硅胶磺酸与无水硫酸钠混合后装填成固相萃取柱;
磺化反应步骤:将待分析石油油品加入到固相萃取柱中,进入固相萃取柱中的待分析石油油品在有机溶剂B环境中借助固相萃取柱进行磺化反应。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的磺化方法中,优选地,固相萃取柱制备步骤中,所述在有机溶剂A环境中,层析硅胶与氯磺酸反应制备得到硅胶磺酸的步骤包括:
将层析硅胶和溶剂A混合,加入氯磺酸进行反应;
反应后的产物去除溶剂、去除残余的氯磺酸得到硅胶磺酸。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的磺化方法中,优选地,所述有机溶剂A选包括二氯甲烷、氯仿和三氯甲烷中的一种或两种以上的组合。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的磺化方法中,优选地,固相萃取柱制备步骤中,层析硅胶与有机溶剂A的用量比为1g:3-10mL;在一具体实施方式中,固相萃取柱制备步骤中,层析硅胶与有机溶剂A的用量比为1g:5mL。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的磺化方法中,优选地,固相萃取柱制备步骤中,固相萃取柱的体积与固相萃取柱的固体装填量的比为6mL:1-2g;在一具体实施方式中,固相萃取柱制备步骤中,固相萃取柱的体积与固相萃取柱的固体装填量的比为6mL:1.5g。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的磺化方法中,优选地,固相萃取柱制备步骤中,所述反应在室温下进行;在一具体实施方式中,固相萃取柱制备步骤中,所述反应在20-40℃下进行。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的磺化方法中,优选地,固相萃取柱制备步骤中,反应的时间为1-3小时。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的磺化方法中,优选地,固相萃取柱制备步骤中,氯磺酸与层析硅胶的质量比为0.5-2:1;更优选地,氯磺酸与层析硅胶的质量比为1:1。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的磺化方法中,无水硫酸钠的主要作用是分散芳香烃分子、稀释硅胶磺酸的活性位点,抵制芳香烃分子的二次磺化;优选地,硅胶磺酸与无水硫酸钠的质量比为5-20:1;在一具体实施方式中,硅胶磺酸与无水硫酸钠的质量比为12:1。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的磺化方法中,优选地,磺化反应步骤中,所述将待分析石油油品加入到固相萃取柱中,进入固相萃取柱中的待分析石油油品在有机溶剂B环境中借助固相萃取柱进行磺化反应的步骤包括:
将待分析石油油品样品溶于有机溶剂B中,得到待分析石油油品样品分散液;
用有机溶剂B润湿所述固相萃取柱,得到润湿后的固相萃取柱;
将待分析石油油品样品分散液加入到润湿后的固相萃取柱中(待分析石油油品样品进入到固相萃取柱的装填物中),用避光膜将固相萃取柱包裹,放在封闭容器中进行磺化反应;
更优选地,以待分析石油油品样品分散液中有机溶剂B的体积为基准,所述待分析石油油品样品分散液中待分析石油油品样品的浓度为0.1-0.5g/L;进一步优选地,以待分析石油油品样品分散液中有机溶剂B的体积为基准,所述待分析石油油品样品分散液中待分析石油油品样品的浓度为0.3g/L;
其中,所述避光膜选用能够避光且不会对反应物产生污染的材料皆可;更优选地,所述避光膜选用铝箔。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的磺化方法中,优选地,磺化反应步骤中,待分析石油油品与固相萃取柱中的硅胶磺酸的质量比为1:5-10。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的磺化方法中,优选地,磺化反应步骤中,所述反应在室温下进行;在一具体实施方式中,磺化反应步骤中,所述反应在20-40℃下进行。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的磺化方法中,优选地,磺化反应步骤中,磺化反应的时间为12-24小时。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的磺化方法中,有机溶剂B主要作用是用于溶解待分析石油油品样品;优选地,所述有机溶剂B为非芳烃溶剂;更优选地,所述有机溶剂B包括二氯甲烷、氯仿、三氯甲烷、石油醚、正已烷、环已烷和正庚烷中的一种或两种以上的组合。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的磺化方法中,优选地,以所述石油油品的总重量为100%计,所述石油油品中的总芳香烃含量为0.1wt%-100wt%。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的磺化方法中,优选地,所述石油油品包括原油、柴油馏分和减压瓦斯油馏分中的一种或两种以上的组合。例如,所述减压瓦斯油馏分可以选用润滑油基础油。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的磺化方法中,优选地,该方法进一步包括磺化产物提取步骤:将磺化产物自磺化反应后的固相萃取柱中提取出来;
更优选地,磺化产物提取步骤中,所述将磺化产物自磺化反应后的固相萃取柱中提取出来的步骤包括:
利用有机溶剂C洗脱磺化反应后的固相萃取柱中的反应产物,去除溶剂得到去除溶剂后的反应产物;
去除溶剂后的反应产物与水混合,并调节pH值至7-9,得到中和后的产物溶液;
用非极性有机溶剂D萃取所述中和后的产物溶液,然后调节萃余液的pH值至酸性,得到酸性萃余液;
使用反相固相萃取柱萃取酸性萃余液中的磺化产物;
其中,所述使用反相固相萃取柱萃取酸性萃余液中的磺化产物的步骤进一步优选包括:使用PPL固相萃取柱分离所述酸性萃余液中的有机物,并使用酸性水洗脱无机盐,使用甲醇洗脱磺化产物;再优选地,酸性水的体积用量与PPL固相萃取柱的体积的比值为15-20:6,甲醇的体积用量与PPL固相萃取柱的体积的比值为10-15mL:6;
其中,所述有机溶剂C主要作用是把反应产物从固相萃取柱中冲下来,所述有机溶剂C进一步优选使用二氯甲烷和甲醇的混合物;再优选地,所述二氯甲烷和甲醇的体积比为1:1-5(例如1:2);
其中,所述非极性有机溶剂D主要作用是除去残存在反应产物中的油,所述非极性有机溶剂D进一步优选为小分子烷烃溶剂,再优选为饱和烃类,再优选包括正戊烷、正已烷、正庚烷和石油醚中的一种或两种以上的组合;
其中,用非极性有机溶剂D萃取所述中和后的产物溶液后优选地,用水冲洗萃取液并将冲洗液加入萃余液中,然后再进行余液的pH值调节;
其中,所述调节pH值至7-9进一步优选通过加入氢氧化钠的方式进行;
其中,所述调节萃余液的pH值至酸性进一步优选通过加入盐酸的方式进行;
其中,所述去除溶剂进一步优选采用氮气吹干的方式进行。
本发明还提供了一种石油油品中芳香烃类化合物的分析方法,其中,该方法包括:
利用上述石油油品中芳香烃类化合物的磺化方法进行待分析石油油品样品中芳香烃类化合物的磺化得到磺化产物;
采用电喷雾电离质谱仪表征磺化产物分子组成,利用磺化产物分子组成进行待分析石油油品样品中芳香烃类化合物的分析;
具体而言,上述石油油品中芳香烃类化合物的分析方法包括:
固相萃取柱制备步骤:在有机溶剂A环境中,层析硅胶与氯磺酸反应制备得到硅胶磺酸(即磺化硅胶);将硅胶磺酸与无水硫酸钠混合后装填成固相萃取柱;
磺化反应步骤:将待分析石油油品加入到固相萃取柱中,进入固相萃取柱中的待分析石油油品在有机溶剂B环境中借助固相萃取柱进行磺化反应;
磺化产物提取步骤:将磺化产物自磺化反应后的固相萃取柱中提取出来;
芳香烃类化合物分析步骤:采用电喷雾电离质谱仪表征磺化产物分子组成,利用磺化产物分子组成进行待分析石油油品样品中芳香烃类化合物的分析。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的分析方法中,优选地,电喷雾电离质谱仪选用高分辨质谱仪;更优选地,电喷雾电离质谱仪选用傅立叶变换离子回旋共振质谱仪或电场轨道阱质谱仪;使用电喷雾电离傅立叶变换离子回旋共振质谱仪或电场轨道阱质谱仪进行分子组成分析采用本领域常规操作进行即可,此处不再赘述。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的分析方法中,优选地,固相萃取柱制备步骤中,所述在有机溶剂A环境中,层析硅胶与氯磺酸反应制备得到硅胶磺酸的步骤包括:
将层析硅胶和溶剂A混合,加入氯磺酸进行反应;
反应后的产物去除溶剂、去除残余的氯磺酸得到硅胶磺酸;
在一具体实施方式中,去除溶剂采用旋转蒸发器进行;
在一具体实施方式中,去除残余的氯磺酸采用加热的方式进行。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的分析方法中,优选地,所述有机溶剂A选包括二氯甲烷、氯仿和三氯甲烷中的一种或两种以上的组合。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的分析方法中,优选地,固相萃取柱制备步骤中,层析硅胶与有机溶剂A的用量比为1g:3-10mL;在一具体实施方式中,固相萃取柱制备步骤中,层析硅胶与有机溶剂A的用量比为1g:5mL。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的分析方法中,优选地,固相萃取柱制备步骤中,固相萃取柱的体积与固相萃取柱中固体装填量的比为6mL:1-2g:在一具体实施方式中,固相萃取柱制备步骤中,固相萃取柱的体积与固相萃取柱的固体装填量的比为6mL:1.5g。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的分析方法中,优选地,固相萃取柱制备步骤中,所述反应在室温下进行;在一具体实施方式中,固相萃取柱制备步骤中,所述反应在20-40℃下进行。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的分析方法中,优选地,固相萃取柱制备步骤中,反应的时间为1-3小时。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的分析方法中,优选地,固相萃取柱制备步骤中,氯磺酸与层析硅胶的质量比为0.5-2:1;更优选地,氯磺酸与层析硅胶的质量比为1:1。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的分析方法中,无水硫酸钠的主要作用是分散芳香烃分子、稀释硅胶磺酸的活性位点,抵制芳香烃分子的二次磺化;优选地,硅胶磺酸与无水硫酸钠的质量比为5-20:1;在一具体实施方式中,硅胶磺酸与无水硫酸钠的质量比为12:1。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的分析方法中,优选地,磺化反应步骤中,所述将待分析石油油品加入到固相萃取柱中,进入固相萃取柱中的待分析石油油品在有机溶剂B环境中借助固相萃取柱进行磺化反应的步骤包括:
将待分析石油油品样品溶于有机溶剂B中,得到待分析石油油品样品分散液;
用有机溶剂B润湿所述固相萃取柱,得到润湿后的固相萃取柱;
将待分析石油油品样品分散液加入到润湿后的固相萃取柱中(待分析石油油品样品进入到固相萃取柱的装填物中),用避光膜将固相萃取柱包裹,放在封闭容器中进行磺化反应;
更优选地,以待分析石油油品样品分散液的总体积为基准,所述待分析石油油品样品分散液中待分析石油油品样品的浓度为0.1-0.5g/L;进一步优选地,以待分析石油油品样品分散液的总体积为基准,所述待分析石油油品样品分散液中待分析石油油品样品的浓度为0.3g/L;
其中,所述避光膜选用能够避光且不会对反应物产生污染的材料皆可;更优选地,所述避光膜选用铝箔。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的分析方法中,优选地,磺化反应步骤中,待分析石油油品与固相萃取柱中的硅胶磺酸的质量比为1:5-10。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的分析方法中,优选地,磺化反应步骤中,所述反应在室温下进行;在一具体实施方式中,磺化反应步骤中,所述反应在20-40℃下进行。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的分析方法中,优选地,磺化反应步骤中,磺化反应的时间为12-24小时。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的分析方法中,有机溶剂B主要作用是用于溶解待分析石油油品样品;优选地,所述有机溶剂B为非芳烃溶剂;更优选地,所述有机溶剂B包括二氯甲烷、氯仿、三氯甲烷、石油醚、正已烷、环已烷和正庚烷中的一种或两种以上的组合。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的分析方法中,优选地,以所述石油油品的总重量为100%计,所述石油油品中的总芳香烃含量为0.1wt%-100wt%。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的分析方法中,优选地,所述石油油品包括原油、柴油馏分和减压瓦斯油馏分中的一种或两种以上的组合。例如,所述减压瓦斯油馏分可以选用润滑油基础油。
在上述石油油品中芳香烃类化合物的分析方法中,优选地,磺化产物提取步骤中,所述将磺化产物自磺化反应后的固相萃取柱中提取出来的步骤包括:
利用有机溶剂C洗脱磺化反应后的固相萃取柱中的反应产物,去除溶剂得到去除溶剂后的反应产物;
去除溶剂后的反应产物与水混合,并调节pH值至7-9,得到中和后的产物溶液;
用非极性有机溶剂D萃取所述中和后的产物溶液,然后调节萃余液的pH值至酸性,得到酸性萃余液;
使用反相固相萃取柱萃取酸性萃余液中的磺化产物;
其中,所述使用反相固相萃取柱萃取酸性萃余液中的磺化产物的步骤进一步优选包括:使用PPL固相萃取柱分离所述酸性萃余液中的有机物,并使用酸性水洗脱无机盐,使用甲醇洗脱磺化产物;再优选地,酸性水的体积用量与PPL固相萃取柱的体积的比值为15-20:6,甲醇的体积用量与PPL固相萃取柱的体积的比值为10-15mL:6;
其中,所述有机溶剂C主要作用是把反应产物从固相萃取柱中冲下来,所述有机溶剂C进一步优选使用二氯甲烷和甲醇的混合物;再优选地,所述二氯甲烷和甲醇的体积比为1:1-5(例如1:2);
其中,所述非极性有机溶剂D主要作用是除去残存在反应产物中的油,所述非极性有机溶剂D进一步优选为小分子烷烃溶剂,再优选为饱和烃类,再优选包括正戊烷、正已烷、正庚烷和石油醚中的一种或两种以上的组合;
其中,所述调节pH值至7-9进一步优选通过加入氢氧化钠的方式进行;
其中,所述调节萃余液的pH值至酸性进一步优选通过加入盐酸的方式进行;
其中,所述去除溶剂进一步优选采用氮气吹干的方式进行。
本发明提供的石油油品中芳香烃类化合物的磺化方法,能够实现石油油品中芳香烃的磺化反应,满足电喷雾质谱分析石油油品中芳香烃化合物的分子组成需要,适用于原油及其馏分油,以及石油加工产品的芳香烃化合物分子组成分析,而且该方法的操作条件温和,反应转化率高,对芳烃有很好的选择性,能有效抑制芳烃的过度磺化。
本发明提供的石油油品中芳香烃类化合物的分析方法,先利用本发明提供的石油油品中芳香烃类化合物的磺化方法将石油油品中芳香烃进行湿度磺化,再借助电喷雾质谱分析实现石油油品中芳香烃化合物的分子组成分析,能够有效实现包括原油及其馏分油,以及石油加工产品的芳香烃化合物分子组成分析。
附图说明
图1为实施例1中石油油品中芳香烃类化合物的磺化方法的流程示意图。
图2为实施例1中经负离子电喷雾电离傅立叶变换离子回旋共振质谱分析减压馏分油磺化产物,得到的化合物类型相对分布图。
图3为实施例1中确定的减压馏分油中芳香烃化合物的碳数和等效双键(DBE)分布图。
图4为对比例1中确定的减压馏分油中芳香烃化合物的碳数和等效双键(DBE)分布图。
图5为对比例2中经气相色谱分析得到的反应前后混合标样的组成图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明,下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解,下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的,不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供了一种减压馏分油中芳香烃类化合物的磺化方法,其流程如图1所示,该方法包括如下步骤:
制备固相萃取柱:取20克层析硅胶倒入一个500毫升的烧杯中,加入100毫升二氯甲烷,进行搅拌;然后在搅拌条件下缓慢滴加20克氯磺酸,搅拌反应2小时;将反应得到的产物转入旋转蒸发器中去除溶剂,进而将去除溶剂后的产物转移到烧杯中在175℃烘箱中加热8小时;进而取出烧杯自然冷却到室温后得硅胶磺酸;取1.25克硅胶磺酸和0.15克100目无水硫酸钠颗粒均匀混合,装入一个6毫升的固相萃取柱中,完成固相萃取柱制备;
磺化反应步骤:取1毫升二氯甲烷润湿装填了硅胶磺酸的固相萃取柱,得到润湿后的固相萃取柱;取0.3克减压馏分油,溶于1毫升二氯甲烷中,得到减压馏分油分散液;将减压馏分油分散液加入到润湿后的固相萃取柱中,滴加少量二氯甲烷,使减压馏分油全部进入到固相萃取柱中的硅胶磺酸层中;用铝铂将固相萃取柱包裹,放入带盖的样品瓶中,常温放置24小时进行磺化反应;
磺化产物提取:取出磺化反应后的固相萃取柱,利用15毫升二氯甲烷与甲醇的混合溶剂(二氯甲烷与甲醇的体积比为1:2)洗脱磺化反应后的固相萃取柱中的反应产物,然后用氮气吹干去除溶剂,得到去除溶剂后的反应产物(包括磺化产物和残余油);向去除溶剂后的反应产物中加入10毫升水,用氢氧化钠溶液调节pH值至8,得到中和后的产物溶液;用正已烷对中和后的产物溶液进行萃取(除去残余油中的烃类),对萃取液(即油相)进行水洗(得到水洗液和剩余油),并将水洗液与萃余液(即正已烷萃取后的水相)混合;向与水洗液混合的萃余液中加入盐酸,调节pH值至2,得到酸性萃余液;将酸性萃余液加入反相固相萃取柱(Bond Elut-PPL,500mg,6mL)中,利用反相固相萃取柱(Bond Elut-PPL,500mg,6mL)分离所述酸性萃余液中的有机物,用18毫升甲醇和18毫升酸化水活化萃取柱,用18毫升酸化水水洗脱无机盐,用10毫升甲醇冲出磺化产物(磺酸盐甲醇溶液);
本实施例提供了一种减压馏分油中芳香烃类化合物的分析方法,其中,该方法包括:
磺化产物获取步骤:利用本实施例提供的减压馏分油中芳香烃类化合物的磺化方法进行减压馏分油中芳香烃类化合物的磺化得到磺化产物;
芳香烃类化合物分析步骤:取少量磺化产物(磺酸盐甲醇溶液),使用负离子电喷雾电离傅立叶变换离子回旋共振质谱分析其组成,根据磺化产物分析结果表征减压馏分油中对应芳香烃化合物的分子组成。
经统计并计算所得减压馏分油中的芳香烃化合物的分子组成信息如图2和图3所示。图2为经负离子电喷雾电离傅立叶变换离子回旋共振质谱分析减压馏分油磺化产物,得到的化合物类型相对分布图。O3S1、O3S2、O3S3、O4S1、O4S2表示检测到化合物的类型,如O3S1表示分子中含有3个氧和1个硫的化合物类型,对应单磺化的磺酸盐,O3S2代表含硫芳烃的磺化产物。没有检测到O6S2类型,说明没有发生过度磺化。图3为经负离子电喷雾电离傅立叶变换离子回旋共振质谱分析减压馏分油中的芳香烃化合物,得到的芳香烃化合物的碳数和等效双键数(Double Bond Equivalents,DBE,即分子中环和双键的总数)分布图。从图2、图3中可见,减压馏分油中含有DBE=4-18的芳香烃化合物,其中以DBE=4-10的系列为主。其中DBE=4-6的芳香烃系列为1环的芳香烃,其主要碳数分布范围为15-30。
对比例1
本对比例提供了实施例1的对照实验,与实施例1的区别在于,固相萃取柱中没有加入无水硫酸钠,其它操作步骤和试剂用量均无差异。
图4为对比例1中经负离子电喷雾电离傅立叶变换离子回旋共振质谱分析减压馏分油磺化产物,得到的化合物类型相对分布图,检测到的化合物类型远多于实施例1,其中O6S2类对应芳烃的二元磺化产物,说明实施例1中使用无水硫酸钠抑制副反应是必要的。
对比例2
本对比例提供了一种芳香烃化合物标样中芳香烃类化合物的磺化方法,具体包括如下步骤:
制备固相萃取柱步骤:采用与实施例1相同的方式制备固相萃取柱;
芳香烃化合物标样制备步骤:取化合物标样正十六烷,22.6毫克;菲,17.8毫克;庚基苯,16.2毫克;2,6-二异丙基萘21.2毫克;正十二烷基环已烷,25.2毫克;正十二烷基苯,24.8毫克;混合得到所述芳香烃化合物标样;
磺化反应步骤:取1毫升二氯甲烷润湿装填了硅胶磺酸的固相萃取柱,得到润湿后的固相萃取柱;取芳香烃化合物标样溶于10毫升二氯甲烷中得到标样溶液,取1ml标样溶液作为标样分散液;将标样分散液加入到润湿后的固相萃取柱中,滴加少量二氯甲烷,使标样全部进入到固相萃取柱中的硅胶磺酸层中;用铝铂将固相萃取柱包裹,放入带盖的样品瓶中,常温放置24小时进行磺化反应;
磺化产物提取:采用与实施例1相同的方式得到磺化产物(磺酸盐甲醇溶液)。
采用色谱分析法分析芳香烃化合物标样和磺化产物的组成,结果如图5所示。反应后的谱图中(即磺化产物的)只能检测到正十二烷基环已烷和正十六烷,说明反应对芳烃化合物具有非常好的选择性和转化率。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定,对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动,这里无法对所有的实施方式予以穷举,凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种石油油品中芳香烃类化合物的磺化方法,其中,该方法包括如下步骤:
固相萃取柱制备步骤:在有机溶剂A环境中,层析硅胶与氯磺酸反应制备得到硅胶磺酸;将硅胶磺酸与无水硫酸钠混合后装填成固相萃取柱;
磺化反应步骤:将待分析石油油品加入到固相萃取柱中,进入固相萃取柱中的待分析石油油品在有机溶剂B环境中借助固相萃取柱进行磺化反应。
2.根据权利要求1所述的磺化方法,其中,固相萃取柱制备步骤中,所述在有机溶剂A环境中,层析硅胶与氯磺酸反应制备得到硅胶磺酸的步骤包括:
将层析硅胶和溶剂A混合,加入氯磺酸进行反应;
反应后的产物去除溶剂、去除残余的氯磺酸得到硅胶磺酸;
优选地,所述反应在室温下进行。
3.根据权利要求1或2所述的磺化方法,其中,固相萃取柱制备步骤中,
所述有机溶剂A包括二氯甲烷、氯仿和三氯甲烷中的一种或两种以上的组合;
层析硅胶与有机溶剂A的用量比为1g:3-10mL;
固相萃取柱的体积与固相萃取柱的固体装填量的比为6mL:1-2g;
氯磺酸与层析硅胶的质量比为0.5-2:1;
硅胶磺酸与无水硫酸钠的质量比为5-20:1。
4.根据权利要求1所述的磺化方法,其中,磺化反应步骤包括:
将待分析石油油品样品溶于有机溶剂B中,得到待分析石油油品样品分散液;
用有机溶剂B润湿所述固相萃取柱,得到润湿后的固相萃取柱;
将待分析石油油品样品分散液加入到润湿后的固相萃取柱中,用避光膜将固相萃取柱包裹,放在封闭容器中进行磺化反应;
优选地,以待分析石油油品样品分散液中有机溶剂B的体积为基准,所述待分析石油油品样品分散液中待分析石油油品样品的浓度为0.1-0.5g/L;
优选地,所述反应在室温下进行;
优选地,所述避光膜选用铝箔。
5.根据权利要求1或4所述的磺化方法,其中,磺化反应步骤中,
待分析石油油品与固相萃取柱中的硅胶磺酸的质量比为1:5-10;
所述有机溶剂B包括二氯甲烷、氯仿、三氯甲烷、石油醚、正已烷、环已烷和正庚烷中的一种或两种以上的组合。
6.根据权利要求1所述的磺化方法,其中,以所述石油油品的总重量为100%计,所述石油油品中的总芳香烃含量为0.1wt%-100wt%。
7.根据权利要求1或6所述的磺化方法,其中,所述石油油品包括原油、柴油馏分和减压瓦斯油馏分中的一种或两种以上的组合。
8.根据权利要求1-7任一项所述的磺化方法,其中,该方法进一步包括磺化产物提取步骤:将磺化产物自磺化反应后的固相萃取柱中提取出来;
优选地,磺化产物提取步骤中,所述将磺化产物自磺化反应后的固相萃取柱中提取出来的步骤包括:
利用有机溶剂C洗脱磺化反应后的固相萃取柱中的反应产物,去除溶剂得到去除溶剂后的反应产物;
去除溶剂后的反应产物与水混合,并调节pH值至7-9,得到中和后的产物溶液;
用非极性有机溶剂D萃取所述中和后的产物溶液,然后调节萃余液的pH值至酸性,得到酸性萃余液;
使用反相固相萃取柱萃取酸性萃余液中的磺化产物。
9.根据权利要求8所述的磺化方法,其中,
所述使用反相固相萃取柱萃取酸性萃余液中的磺化产物的步骤包括:使用PPL固相萃取柱分离所述酸性萃余液中的有机物,并使用酸性水洗脱无机盐,使用甲醇洗脱磺化产物;
所述有机溶剂C使用二氯甲烷和甲醇的混合物;优选地,所述二氯甲烷和甲醇的体积比为1:1-5;
所述非极性有机溶剂D包括正戊烷、正已烷、正庚烷和石油醚中的一种或两种以上的组合。
10.一种石油油品中芳香烃类化合物的分析方法,其中,该方法包括:
利用权利要求8或9所述的石油油品中芳香烃类化合物的磺化方法进行待分析石油油品样品中芳香烃类化合物的磺化得到磺化产物;
采用电喷雾电离质谱仪表征磺化产物分子组成,利用磺化产物分子组成进行待分析石油油品样品中芳香烃类化合物的分析。
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