JP3090930B2 - Method and apparatus for chromatographic analysis of hydrocarbons, and hydrocarbon purification operations using the same - Google Patents

Method and apparatus for chromatographic analysis of hydrocarbons, and hydrocarbon purification operations using the same

Info

Publication number
JP3090930B2
JP3090930B2 JP01120235A JP12023589A JP3090930B2 JP 3090930 B2 JP3090930 B2 JP 3090930B2 JP 01120235 A JP01120235 A JP 01120235A JP 12023589 A JP12023589 A JP 12023589A JP 3090930 B2 JP3090930 B2 JP 3090930B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
components
stationary phase
mobile phase
oil
recovered
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP01120235A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH02310469A (en
Inventor
エドワード オーヴァーフィールド ロバート
Original Assignee
エクソン リサーチ アンド エンヂニアリング コムパニー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by エクソン リサーチ アンド エンヂニアリング コムパニー filed Critical エクソン リサーチ アンド エンヂニアリング コムパニー
Priority to JP01120235A priority Critical patent/JP3090930B2/en
Publication of JPH02310469A publication Critical patent/JPH02310469A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3090930B2 publication Critical patent/JP3090930B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 開示の分野 本発明は炭化水素油のクロマトグラフ分析を用いて炭
化水素フィードを精製または品質改善する方法に関す
る。本明細書には、炭化水素油のクロマトグラフ分析の
方法、そのための装置についても開示する。本発明は殊
に炭化水素油中に存在する成分、殊に芳香族炭化水素の
水準を測定する方法に関する。
Description: FIELD OF THE DISCLOSURE The present invention relates to a method for purifying or upgrading hydrocarbon feeds using chromatographic analysis of hydrocarbon oils. The present specification also discloses a method for chromatographic analysis of a hydrocarbon oil and an apparatus therefor. The invention relates in particular to a method for determining the levels of components present in hydrocarbon oils, especially aromatic hydrocarbons.

クロマトグラフィーはよく情報提供され、液体混合物
例えば溶液の成分の分離及び確認のために広く使用され
る実験室手法であり、固定相と固定相に接触する移動相
との間の異なる相対親和力に頼る。
Chromatography is a well-informed and widely used laboratory technique for the separation and confirmation of components of liquid mixtures such as solutions, relying on different relative affinities between the stationary phase and the mobile phase in contact with the stationary phase .

クロマトグラフィーの典型的な例において、固定相は
固定相物質のカラムを形成するように管中に実質的に均
一に充填される適当な粒状固体物質である。移動相は研
究中の流体、またはより普通には研究中の溶液であるこ
とができる。溶液中に使用された溶媒が通常初めに固体
固定相のカラムに通され、その後研究中の液体の溶液を
含む小試料、次いで溶媒のみがカラムに通される。流体
の成分は固定相に対して異なる親和力を有し、従って、
カラムの長さに沿った異なる領域に異なる時間保持され
る。若干の成分に対して親和力がわずかで事実上保持さ
れないことが明らかであるが、他の成分に対して親和力
が大きく、成分はそれがカラムに導入され、溶媒の潜在
的溶出特性にさらされてから、かなりの時間を経過した
後でもカラムから回収されないであろう。
In a typical example of chromatography, the stationary phase is a suitable particulate solid material that is substantially uniformly packed into tubes to form a column of stationary phase material. The mobile phase can be the fluid under study, or more usually the solution under study. The solvent used in the solution is usually first passed through a column of solid stationary phase, followed by a small sample containing the solution of the liquid under study, and then the solvent alone. The components of the fluid have different affinities for the stationary phase and therefore
It is held for different times in different areas along the length of the column. It is clear that the affinity for some components is low and practically unretained, but for the other components it is high and the component is introduced into the column and exposed to the potential elution characteristics of the solvent. Would not be recovered from the column after a considerable amount of time.

発明の背景 クロマトグラフィーは石油中に見出される炭化水素及
び他の化合物の混合物を分析する手段として使用され
た。
BACKGROUND OF THE INVENTION Chromatography has been used as a means to analyze mixtures of hydrocarbons and other compounds found in petroleum.

ペトロアナリシスム(Petroanalysis)81、9章中
に、溶媒と混合された炭化水素混合物がクロマトグラフ
カラムの出口端から回収される溶出液を生じ、それは次
の型の分子種を、飽和炭化水素(例えばパラスィン類お
よびナフテン類)、オレフィンおよび芳香族炭化水素の
順序で含む。(一般に)極性化合物である残留分子種は
固体クロマトグラフ物質に対し比較的高い親和力を有
し、溶媒の流れを中断し、その代りに、例えば複素芳香
族化合物に対して比較的高い親和力を有する異なる溶媒
に置換することにより妥当な時間中にかなり完全に回収
できるにすぎない。前記の異なる溶媒は第1溶媒とは反
対である方向に通され、このいわゆるバックフラッシュ
の妥当な時間間隔の後極性化合物(樹脂)がバックフラ
ッシュ溶出液中に存在する。第1溶媒、ペンタン、から
第2溶媒、メチルt−ブチルエーテル、への溶媒の変更
が2つの異なる溶離剤検出器、すなわち屈折率を用いる
ものおよび他の300nmにおける紫外吸光度を用いるも
の、の使用を必要にする。
In Petroanalysis 81, Chapter 9, a hydrocarbon mixture mixed with a solvent produces an eluate that is recovered from the outlet end of a chromatographic column, which converts the next type of molecular species into a saturated hydrocarbon ( (For example, parasines and naphthenes), olefins and aromatic hydrocarbons. Residual molecular species that are (in general) polar compounds have a relatively high affinity for solid chromatographic materials, interrupt the flow of solvent, and instead have a relatively high affinity for, for example, heteroaromatics Replacing with a different solvent only allows a fairly complete recovery in a reasonable time. The different solvents are passed in the opposite direction to the first solvent, and after a reasonable time interval of this so-called backflush, the polar compound (resin) is present in the backflush eluate. Changing the solvent from a first solvent, pentane, to a second solvent, methyl t-butyl ether, uses two different eluent detectors, one using refractive index and another using ultraviolet absorbance at 300 nm. Need.

バックフラッシュは、それを用いるクロマトグラフィ
ー装置の自動化に含まれる機械的複雑化のために、また
それが本質的にカラムの固定相により強く吸着される化
学種の完全回収を保証しないので不便である。
Backflushing is inconvenient because of the mechanical complications involved in the automation of chromatography equipment that uses it, and because it does not inherently guarantee complete recovery of species that are strongly adsorbed by the column stationary phase. .

ジャーナル・オブ・リキッド・クロマトグラフィー
(Journal of Liquid Chromatography)、3(2)、22
9〜242(1980)において、アスファルテンを含む炭化水
素混合物は混合物をヘキサンと混合して、濾過により分
離され次いで重量測定で決定されるアスファルテンを沈
殿させた後クロマトグラフ分析にかけられるにすぎな
い。残留炭化水素のヘキサン溶液は次いでμ−ボンダパ
ク(Bondapak)−NΗの粒子のカラムに通され、そこ
で、溶離剤の屈折率により決定されるように、それが初
めに飽和炭化水素、次いで方向族炭化水素を含む溶離剤
に分離される。カラム上に保持される樹脂はカラムから
バックフラッシュされ、差により決定される。カラムの
分離性質は毎20試料後にそれを1/1塩化メチレン/アセ
トンの溶液によるフラッシングおよび次の塩化メチレン
およびヘキサンによる再生により反復性保持時間に対し
て維持される。それぞれの化学種の存在を示す溶離剤の
屈折率における変化が、いわゆる「ゼロ」タイプ法を用
いるヒューレット・パッカード(Hewlett−Packard)33
54Bコンピューターによりモニターされ、化学種の絶対
量と相関される。この方法の欠点は:(1)アスファル
テンがクロマトグラフィーよりはむしろ重量測定的に測
定されるので技術が容易に自動操作に役立たない;
(2)バックフラッシングが使用され、明言された定期
的カラム洗浄の必要により明らかなようにカラムに供給
された試料中の全物質が溶離剤中に回収されない(さら
にこの有意な問題に対する言及が後になされる);
(3)使用される屈折率検出器が各型の分子群例えばパ
ラフィン、ナフテン、芳香族および樹脂で変動する応答
を有し、従って分析されるフィード原料の試料の性質に
無関係な所与質量に対する普遍的な応答を与えることが
できないことである。
Journal of Liquid Chromatography, 3 (2), 22
In 9-242 (1980), hydrocarbon mixtures containing asphaltenes are only subjected to chromatographic analysis after mixing the mixture with hexane, separating out by filtration and precipitating asphaltene as determined gravimetrically. The hexane solution of residual hydrocarbons is then passed through a column of particles of μ-Bondapak-N 粒子2 where it is first saturated hydrocarbons and then directional groups, as determined by the refractive index of the eluent. It is separated into eluents containing hydrocarbons. The resin retained on the column is backflushed from the column and is determined by the difference. The separation properties of the column are maintained for a repetitive retention time after every 20 samples by flushing it with a solution of 1/1 methylene chloride / acetone and subsequent regeneration with methylene chloride and hexane. Changes in the refractive index of the eluent, indicative of the presence of each species, are determined by a Hewlett-Packard 33 using a so-called "zero" type method.
Monitored by the 54B computer and correlated with the absolute amount of the species. Disadvantages of this method are: (1) the technique is not readily available for automatic operation because asphaltenes are measured gravimetrically rather than chromatographically;
(2) Backflushing is used and not all material in the sample supplied to the column is recovered in the eluent as evidenced by the need for stated periodic column washing (further mention of this significant problem is given later). Done);
(3) the refractive index detector used has a varying response with each type of molecule group, such as paraffins, naphthenes, aromatics and resins, and thus has a given mass for a given mass independent of the nature of the feedstock sample being analyzed. The inability to give a universal response.

ジャーナル・オブ・クロマトグラフィー(Journal of
Chromatography)、206(1981)289〜300、ボレット
(Bollet)ほか、中に、重質石油生成物を飽和、芳香族
および極性化合物に分離する迅速高速液体クロマトグラ
フィー技術が記載されている。NΗを結合したシリカ
〔「リクロソルブ(Lichrosorb)NΗ」〕の固定相を
含むカラムが使用される。2回のクロマトグラフ分析が
試料の組成の測定のために必要である。第1分析におい
てヘキサンまたはシクロヘキサンを移動相として用いて
飽和化合物が芳香族および極性化合物から分離される。
第2分析において85容量%シクロヘキサン、15容量%ク
ロロホルムを移動相として用いて飽和及び芳香族化合物
が極性化合物から分離される。溶離剤が示差屈折率測定
により飽和、芳香族および極性化合物について、および
紫外測光により極性化合物についてモニターされる。飽
和および極性化合物の割合はこれらのモニター技術によ
り決定可能であり、芳香族化合物の割相は差により見出
されるといわれる。しかし、前記方法は重質炭化水素混
合物の試料の分析に対する高速液体クロマトグラフィー
(HPLC)の他のすべての報告と同様に、定量的なかつフ
ィード原料に無関係な検出およびモニタリングのための
手段および方法を欠くことにより制限される。従って、
屈折率(RI)および紫外(UV)検出器の両方に対して
「応答因子」を、「準分取用液体クロマトグラフィー」
として知られる大規模にフィード原料の試料を分離し、
次いで回収された分析物を〔クロマトグラフ分離のため
に試料に加えた溶媒(類)の除去後〕重量分析的に秤量
することにより誘導しなければならない。応答因子はフ
ィード原料の性質およびその沸騰範囲に依存し、従って
HPLC分析で正確な結果を得るために比較的大きい規模の
分離を行なうことが不可欠である。従って、HPLCで可能
である速度および高い分解能の潜在的利益がこれまで実
際に十分に実現されなかった。ボレット(Bollett)ほ
かの方法は後に示す比較例中で本発明の方法と比較され
る。
Journal of chromatography
Chromatography, 206 (1981) 289-300, Bollet et al. Describe a rapid high-performance liquid chromatography technique for separating heavy petroleum products into saturated, aromatic and polar compounds. Silica bound the Enuita 2 column containing stationary phase [ "LiChrosolv® (Lichrosorb) NΗ 2"] is used. Two chromatographic analyzes are required for determining the composition of the sample. In the first analysis, saturated compounds are separated from aromatic and polar compounds using hexane or cyclohexane as mobile phase.
In the second analysis, saturated and aromatic compounds are separated from polar compounds using 85% by volume cyclohexane, 15% by volume chloroform as mobile phase. The eluent is monitored for saturated, aromatic and polar compounds by differential refractometry and for polar compounds by UV photometry. The proportion of saturated and polar compounds can be determined by these monitoring techniques, and the phase splitting of the aromatic compound is said to be found by the difference. However, the method, like all other reports of high performance liquid chromatography (HPLC) for the analysis of samples of heavy hydrocarbon mixtures, provides a means and method for quantitative and feed independent detection and monitoring. Limited by lack. Therefore,
"Response factors" for both refractive index (RI) and ultraviolet (UV) detectors, "semi-preparative liquid chromatography"
Separate a large sample of feed material, known as
The recovered analytes must then be derived gravimetrically (after removal of the solvent (s) added to the sample for chromatographic separation). The response factor depends on the nature of the feedstock and its boiling range, thus
It is essential to perform relatively large-scale separations to obtain accurate results in HPLC analysis. Thus, the potential benefits of speed and high resolution possible with HPLC have heretofore not been fully realized. The method of Bollett et al. Is compared with the method of the present invention in comparative examples given below.

クレベンスほか(Klevens and Platt)、ジャーナル
・オブ・ケミカル・フイジックス(J.Chem.Phys.)、1
7:470(1949)もまた参照される。カタ(cata)−縮合
芳香族炭化水素の電子移動に対する全振動子強度中に類
似点が報告されている。しかし、その論文はHPLC分析に
関連がなく、それは特定波長範囲で操作されるUV検出器
をHPLCに用いて石油およびけつ岩油フィード原料中の芳
香族炭素を定量する積分振動子強度出力を誘導できるこ
とを認識または示唆しない。さらに、カタ−縮合芳香族
炭化水素は炭化水素フィード原料例えば石油中の種々の
芳香族炭化水素の小留分を構成するにすぎない。カタ−
縮合芳香族炭化水素とは分光学的に異なる挙動を示すパ
ラ−縮合芳香族、アルキル芳香族およびチオフェン芳香
族を含めて他の芳香族化合物もまた一般に炭化水素フィ
ード原料中に存在する。
Klevens and Platt, Journal of Chemical Physics (J. Chem. Phys.), 1
7 : 470 (1949). Similarities have been reported in the total oscillator strength for the electron transfer of cata-condensed aromatic hydrocarbons. However, the paper is not relevant to HPLC analysis, which uses a UV detector operated in a specific wavelength range for HPLC to derive an integrated oscillator strength output to quantify aromatic carbon in petroleum and shale oil feedstocks. I do not recognize or suggest what I can do. In addition, the cata-condensed aromatic hydrocarbons only make up a small fraction of various aromatic hydrocarbons in hydrocarbon feedstocks, such as petroleum. Cata
Other aromatic compounds are also generally present in the hydrocarbon feed, including para-condensed aromatics, alkylaromatics and thiophene aromatics, which behave spectroscopically differently from condensed aromatic hydrocarbons.

発明の概要 本発明の目的はクロマトグラフ法を用いる炭化水素を
精製および(または)品質改善する方法を提供すること
である。本明細書には、前記方法を制御および(また
は)最適化する装置についても開示する。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for purifying and / or improving hydrocarbons using chromatographic methods. Also disclosed herein is an apparatus for controlling and / or optimizing the method.

本発明の他の目的は炭化水素油中の芳香族炭化水素を
定量する問題を解決することである。
Another object of the present invention is to solve the problem of quantifying aromatic hydrocarbons in a hydrocarbon oil.

本発明の他の目的は炭化水素油中の芳香族炭化水素だ
けでなく飽和炭化水素および極性化合物もまた定量する
こと、およびさらにこの情報並びに芳香族炭化水素の定
性的水準を用いて炭化水素油の芳香族および極性成分の
飽和置換の程度を決定することである。
Another object of the present invention is to determine not only aromatic hydrocarbons but also saturated hydrocarbons and polar compounds in hydrocarbon oils, and furthermore, using this information and the qualitative levels of aromatic hydrocarbons, Is to determine the degree of saturation substitution of the aromatic and polar components.

本明細書には、化合物の混合物(殊に、しかし排他的
でなく、炭化水素の混合物)を液体クロマトグラフィー
により分析する簡単な、より広範かつより正確な方法、
および装置についても開示する。
Herein, a simpler, broader and more accurate method of analyzing a mixture of compounds (especially, but not exclusively, a mixture of hydrocarbons) by liquid chromatography,
And a device.

本発明の方法に使用する炭化水素油のクロマトグラフ
分析のための方法は、 (a)炭化水素油と担体相との混合物を第1時間間隔に
わたりクロマトグラフ固定相に接触させて通し、前記炭
化水素油の成分を前記固定相上に保持させる段階; (b)段階(a)後、前記油の種々の保持された成分を
前記固定相から異なる時間間隔で溶出させるために移動
相を第2時間間隔にわたり前記固定相に接触させて通
し、固定相に接触した移動相を固定相から溶出した成分
とともに回収する段階; (c)回収した移動相を、少くとも一部分が約200〜約4
00nmの範囲内にある波長範囲を有するUV光で、回収した
移動相中の回収された成分が前記照射にさらされる十分
な時間期間にわたり照射する段階、前記移動相は前記波
長範囲内のUV光に対して実質的に透明である; (d)前記照射された成分による前記UV光の吸光度を前
記波長範囲にわたってモニターし、吸光度の積分を光子
エネルギーの関数として前記波長範囲にわたって得る段
階;および (e)前記の得られた積分の大きさを、1つまたはそれ
以上の成分の溶出に相当する少くとも1つの選んだ時間
の間測定する段階、 を含む。
The method for chromatographic analysis of a hydrocarbon oil used in the method of the present invention comprises the steps of: (a) passing a mixture of a hydrocarbon oil and a carrier phase into contact with a chromatographic stationary phase for a first time interval; Retaining the components of the hydrogen oil on the stationary phase; (b) after step (a), displacing the mobile phase with a second phase to elute the various retained components of the oil from the stationary phase at different time intervals. Contacting and passing the stationary phase over a time interval to recover the mobile phase in contact with the stationary phase together with the components eluted from the stationary phase; (c) recovering at least a portion of the recovered mobile phase from about 200 to about 4
Irradiating with a UV light having a wavelength range in the range of 00 nm for a sufficient time period that the recovered components in the recovered mobile phase are exposed to said irradiation, said mobile phase being a UV light in said wavelength range. (D) monitoring the absorbance of the UV light by the illuminated component over the wavelength range and obtaining an integral of the absorbance over the wavelength range as a function of photon energy; and e) measuring the magnitude of the resulting integral for at least one selected time period corresponding to the elution of one or more components.

移動相および担体相は液体または気体あるいは臨界流
体であることができる。通常それらは液体である。
The mobile and carrier phases can be liquids or gases or critical fluids. Usually they are liquids.

本発明を実施する好ましい方法において、固定相から
回収された移動相は230〜400nmの範囲内に波長範囲を有
するUV光で照射される。尺度因子2を吸光度の積分の導
出結果に乗じることにより、前記導出された吸光度の積
分の大きさを2倍とし、前記大きさが段階(e)におい
て固定相から回収された前記移動相中の極性成分に相当
する時間の間測定される。
In a preferred method of practicing the invention, the mobile phase recovered from the stationary phase is irradiated with UV light having a wavelength range in the range from 230 to 400 nm. By multiplying the scale factor 2 by the derivation of the absorbance integral, the magnitude of the derived absorbance integral is doubled, and the magnitude of the integral of the mobile phase recovered from the stationary phase in step (e) is doubled. It is measured for a time corresponding to the polar component.

本発明を実施する好ましい方法において、前記照射さ
れた成分による前記UV光の吸光度がダイオードアレイ検
出器を用いてモニターされる。
In a preferred method of practicing the invention, the absorbance of said UV light by said irradiated components is monitored using a diode array detector.

本明細書にはまた、炭化水素油中に存在する種々の環
数の芳香族炭化水素を測定するような較正についても開
示する。較正は異なる芳香族炭化水素が固定相から溶出
する異なる時間をこれらの異なる芳香族炭化水素の環数
と関連させるように存在する既知芳香族環を有する炭化
水素油の試料を開示した方法により試験することにより
実質的に達成される。この方法は以下に詳細に記載され
る。
Also disclosed herein is a calibration for measuring aromatic hydrocarbons of various ring numbers present in hydrocarbon oils. Calibration is tested by the disclosed method with samples of hydrocarbon oils with known aromatic rings present to associate different times at which different aromatic hydrocarbons elute from the stationary phase with the ring numbers of these different aromatic hydrocarbons Is substantially achieved by doing so. This method is described in detail below.

他の観点から本発明により、石油炭化水素フィードを
精製または品質改善する方法であって、プロセス中に生
じた炭化水素油の試料をそれぞれ前記方法によりクロマ
トグラフ的に分析して油中の少くとも1成分の存在水準
を決定し、プロセスの操作を前記少くとも1成分につい
て決定された存在水準に基づいて制御する方法が提供さ
れる。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for refining or upgrading a petroleum hydrocarbon feed, the method comprising the steps of: A method is provided for determining the presence level of a component and controlling the operation of the process based on the presence level determined for the at least one component.

通常、しかし必然ではなく、プロセスの操作の制御は
前記少くとも1成分の存在水準の値が予定値を越えない
ようにすることである。
Usually, but not necessarily, the control of the operation of the process is such that the value of the presence level of said at least one component does not exceed a predetermined value.

本発明に使用可能な1つの好ましい方法としては、ア
スファルテンを含むことができまたは含まないことがで
きる炭化水素油のクロマトグラフ分析の方法であって、 (a)油の試料と7.6〜8.8cal0.5cm−1.5の範囲内の溶
解パラメーターを有する弱溶媒との混合物を形成する段
階; (b)前記混合物を、 (i)実質的にすべて、少くとも次の官能化基;−N
Η、−CN、−NO2、電荷移動吸着剤、トリニトロアニ
リノプロパンまたはテトラニトロフルオレンで官能化さ
れた電荷移動吸着剤、前記のいずれかの同族体、および
前記の2つまたはそれ以上の組合せ、から選ばれる官能
化基により実質的に完全に官能化された表面ヒドロキシ
基を有する固体クロマトグラフ固定相; (ii)シクロヘキサンおよびイソプロパノール0.03容
量%を含む移動相で5.0を越えない(好ましくは2.5また
はそれ未満の)コロネン容量係数(Capacity factor)
を有する固体クロマトグラフ固定相;および (iii)(i)および(ii)の特徴の組合せを含む固
体クロマトグラフ相、 から選ばれる固体クロマトグラフ固定相に接触させて通
す段階; (c)前記固体クロマトグラフ固定相に接触させて、7.
6〜8.8cal0.5cm−1.5の範囲内の溶解パラメーターを有
する弱溶媒(好ましくはシクロヘキサン)を少くとも段
階(b)の間および後に通し、固体固定相に接触した弱
溶媒を回収する段階; (d)段階(c)において回収された弱溶媒を少くとも
第1時間の期間後の時間間隔を含む第2時間期間の間モ
ニターして芳香族炭化水素を含む溶離剤を検出する段
階; (e)段階(c)において回収された弱溶媒をモニター
して段階(d)と同時および段階(d)後に飽和炭化水
素を含む溶離剤を検出する段階; (f)前記固体クロマトグラフ固定相に接触させて、8.
9〜10.0の範囲内の溶解パラメーターを有する強溶媒
を、少くとも第2時間期間後である第3時間期間の間通
し、前記固定相に接触した強溶媒を回収する段階; (g)段階(f)において回収された強溶媒をモニター
して複素芳香族化合物、極性化合物およびアスファルテ
ン物質を含む溶離剤を検出する段階; (h)前記固体クロマトグラフ固定相に接触させて少く
とも第3時間期間後である第4時間期間の間強溶媒と混
和性である水素結合性溶媒(例えばアルコール)で変性
した強溶媒を通し、前記固定相と接触した強変性溶媒を
回収する段階;および (i)段階(h)において回収された回収強変性溶媒を
モニターして極性化合物およびアスファルテン物質から
なる群の少くとも1つから選ばれる部分を含む溶離剤を
検出する段階、 を含む方法がある。
One preferred method that can be used in the present invention is a method for the chromatographic analysis of hydrocarbon oils that may or may not contain asphaltenes, comprising: (a) a sample of the oil and 7.6-8.8 cal 0.5 forming a mixture with a weak solvent having a solubility parameter in the range of cm- 1.5 ; (b) combining said mixture with: (i) substantially all of at least the following functionalizing groups;
Η 2 , —CN, —NO 2 , charge transfer adsorbent, charge transfer adsorbent functionalized with trinitroanilinopropane or tetranitrofluorene, any of the foregoing homologs, and two or more of the foregoing A solid chromatographic stationary phase having surface hydroxy groups substantially completely functionalized with functionalizing groups selected from the group consisting of: (ii) no more than 5.0 in a mobile phase containing 0.03% by volume of cyclohexane and isopropanol (preferably Is 2.5 or less) Coronene capacity factor
(Iii) contacting and passing through a solid chromatographic stationary phase selected from: (iii) a solid chromatographic phase comprising a combination of the features of (i) and (ii); Contact the chromatographic stationary phase and 7.
Passing a weak solvent (preferably cyclohexane) having a solubility parameter in the range of 6-8.8 cal 0.5 cm- 1.5 at least during and after step (b) to recover the weak solvent in contact with the solid stationary phase; d) monitoring the weak solvent recovered in step (c) for a second time period including at least a time interval after the first time period to detect an eluent containing aromatic hydrocarbons; ) Monitoring the weak solvent recovered in step (c) and detecting an eluent containing saturated hydrocarbons simultaneously with and after step (d); (f) contacting said solid chromatographic stationary phase Let 8.
Passing a strong solvent having a solubility parameter in the range of 9 to 10.0 for at least a third time period after the second time period to recover the strong solvent in contact with the stationary phase; (g) step ( f) monitoring the strong solvent recovered in step f) to detect an eluent containing heteroaromatics, polar compounds and asphaltenes; and (h) contacting said solid chromatographic stationary phase for at least a third time period. Recovering the strongly denatured solvent in contact with said stationary phase through a strong solvent denatured with a hydrogen bonding solvent (eg, an alcohol) that is miscible with the strong solvent for a subsequent fourth time period; and (i) Monitoring the recovered strongly denatured solvent recovered in step (h) to detect an eluent containing a moiety selected from at least one of the group consisting of polar compounds and asphaltenes. There is a method.

好ましくは、弱溶媒から強溶媒への変更が一定時間に
わたって行なわれ、すなわち段階変化よりはむしろ溶媒
の漸進的な変化がある。優れた分離がこの方法で達成さ
れることが認められる。
Preferably, the change from a weak solvent to a strong solvent takes place over a period of time, ie there is a gradual change of the solvent rather than a step change. It is observed that good separation is achieved in this way.

段階(h)に関し、強極性溶媒および(または)水素
結合性溶媒は、好ましくは次の性質を有する: (i)それが試料中に認められるかまたは予想される型
の極性化合物およびアスファルテンを溶解できねばなら
ない。経験法として、トルエンおよび二硫化炭素の間の
極性を有する溶媒または溶媒の組合せがこの要件を満た
し、ジクロロメタンがこの基準に適合する便宜かつ好ま
しい溶媒である。
For step (h), the strongly polar and / or hydrogen bonding solvent preferably has the following properties: (i) dissolves polar compounds and asphaltenes of the type in which they are found or expected in the sample; Must be able to do it. As a rule of thumb, polar solvents or solvent combinations between toluene and carbon disulfide meet this requirement, and dichloromethane is a convenient and preferred solvent that meets this criteria.

(ii)それが最も極性の重質油分子を固体吸着剤物質か
ら置換できねばならない。それと混和性の1つまたはそ
れ以上のアルコールの溶媒に対する添加がこの性質を与
え、溶媒がジクロロメタンを基礎にするとき、便宜かつ
好ましいアルコールは1〜50%の範囲内の容積濃度、例
えば10容量%またはその付近、におけるイソプロパノー
ルである。(iii)紫外分光分析を質量検出に用いると
き、こゝに記載したように、溶媒(または組合せ溶媒)
は用いる波長範囲内のUV光に対して透明でなければなら
ない。(iv)溶媒の除去が必要である質量検出段階(例
えば、とりわけ重量分析、フレームイオン化)が使用さ
れれば、溶媒は溶媒を含まない溶離剤を容易に分離する
ために相対的に揮発性でなければならず、溶媒は溶離剤
中の極性分子と非常に強く会合してはならない。
(Ii) it must be able to displace the most polar heavy oil molecules from the solid sorbent material. The addition of one or more alcohols miscible with it to the solvent gives this property, and when the solvent is based on dichloromethane, convenient and preferred alcohols have a volume concentration in the range of 1 to 50%, for example 10% by volume. Or in the vicinity thereof. (Iii) When ultraviolet spectroscopy is used for mass detection, as described herein, the solvent (or combination solvent)
Must be transparent to UV light within the wavelength range used. (Iv) If a mass detection step is used that requires removal of the solvent (eg, gravimetric analysis, flame ionization, among others), the solvent is relatively volatile to facilitate separation of the solvent-free eluent. The solvent must not associate very strongly with the polar molecules in the eluent.

好ましくは段階(i)の後に弱溶媒を前記1方向に前
記固定相に接触させて、少くとも第4時間期間の後であ
る第5時間期間の間通することにより段階(j)が行な
われ、前記弱溶媒は好ましくは段階(c)の弱溶媒と同
一であるかまたはこれと完全に混和性である。好ましく
は段階(j)の後、段階(a)〜(j)が、段階(a)
に他の油試料を用いて記載したように繰返される。
Preferably, step (j) is performed by contacting the weak phase with the stationary phase in one direction after step (i) and passing it through at least a fifth time period after the fourth time period. The weak solvent is preferably the same as or is completely miscible with the weak solvent of step (c). Preferably, after step (j), steps (a) to (j) comprise step (a)
Repeat as described above with other oil samples.

段階(e)、(g)及び(1)中の溶離剤に対するモ
ニターは選択波長のUVを用いるUV吸収により行なわれ、
段階(a)、(c)、(f)および(h)中に使用され
る溶媒は好ましくは、選択波長のUVに対し透明である。
溶離剤のモニターにUV吸収を用いる非常に有意な利点は
それが後記のように芳香族炭素の質量の正確な測定に使
用できることである。
Monitoring for the eluent during steps (e), (g) and (1) is performed by UV absorption using UV of the selected wavelength;
The solvents used during steps (a), (c), (f) and (h) are preferably transparent to UV of the selected wavelength.
A very significant advantage of using UV absorption to monitor the eluent is that it can be used for accurate measurement of aromatic carbon mass, as described below.

異なる環数および置換の芳香族化合物は異なる紫外吸
収光度スペクトルを示す。従って、それらのすべての測
定に単一波長を運ぶことができない。それぞれの芳香族
型は異なる固有吸光度毎単位モル数(吸光係数)を所与
波長に有し、複雑な混合物中でカラムから溶出する質量
に対する吸光度に関連する一定応答因子に帰属させるこ
とができない。この制限を克服するために本発明を実施
する好ましい方法が案出された。新方法は領域200〜400
nm中の全UV吸光度スペクトルを用いる。スペクトルはダ
イオードアレイ検出器でクロマトグラフィーカラムから
溶出する油成分で速やかにとることができる。油分析に
おけるこれらの検出器の例が公表された〔例えばジョス
ト(K.W.Jost)ほかによるエルドール・ウント・コーレ
・エルドガス・ペトロヘミー(Erdol und Kohle−Erdga
s−Petrochemie)37(4):178(1984)〕が、しかしUV
スペクトルから芳香族炭素の定量測定の報告はない。本
発明により、全吸光度スペクトルから計算した積分振動
子強度(Q)と称される数学的誘導量が芳香族炭素の水
準に正比例することが見出された。量Qは次のように定
義される: Q=∫A(ε)dε (1) ただしA=吸光度、 ε=光子エネルギーであり、 積分は200〜400nmの範囲にわたりとられる。
Aromatic compounds with different ring numbers and substitutions show different UV absorption photometric spectra. Thus, a single wavelength cannot be carried for all of those measurements. Each aromatic form has a different intrinsic absorbance per mole unit (extinction coefficient) at a given wavelength and cannot be assigned to a constant response factor related to absorbance to mass eluted from the column in a complex mixture. A preferred method of practicing the present invention has been devised to overcome this limitation. New method is area 200-400
Use the total UV absorbance spectrum in nm. Spectra can be quickly taken with oil components eluted from the chromatography column with a diode array detector. Examples of these detectors in oil analysis have been published [e.g. Erdol und Kohle-Erdga by KWJost et al.
s-Petrochemie) 37 (4): 178 (1984)], but UV
There is no report on the quantitative measurement of aromatic carbon from the spectrum. According to the present invention, it has been found that the mathematical derivation, referred to as the integrated oscillator strength (Q), calculated from the total absorbance spectrum, is directly proportional to the level of aromatic carbon. The quantity Q is defined as follows: Q = ∫A (ε) dε (1) where A = absorbance, ε = photon energy, and the integration is taken over the range 200-400 nm.

油成分を規定する任意時間期間中にカラムから溶出す
る芳香族炭素の質量を誘導するため量Qがその時間期間
にわたり簡単に積分され、次いで光路程、積分時間など
を反映する適当な定数が乗じられる。
The quantity Q is simply integrated over that time period to derive the mass of aromatic carbon eluted from the column during any time period defining the oil component, then multiplied by an appropriate constant reflecting the optical path, integration time, etc. Can be

次にダイオードアレイ検出器の場合に、Qを決定でき
る1つの方法が記載される。各検出器はそれが検出する
光の強さ1に比例する出力信号を生ずる。コンピュータ
ーが各検出器出力を量A(λ)−−すなわち吸光度、式
中λは波長を表わす−−に転換する、ただし であり、I0はUV源の強度である。検出器アレイ中の各個
々の検出器により受領されたバンド幅Δλは同一(例え
ば2nm)であるが、しかし波長は(バンド幅に等しい増
分または減分により)各検出器から次へ変化する。従っ
てコンピューターは量A(λ)に加重因子 を乗じ、UVスペクトル全体について合計して積分振動子
強度Qを誘導する。
Next, one way in which Q can be determined in the case of a diode array detector is described. Each detector produces an output signal proportional to the light intensity 1 it detects. The computer converts each detector output to an amount A (λ) —that is, absorbance, where λ represents wavelength— And I 0 is the intensity of the UV source. The bandwidth Δλ received by each individual detector in the detector array is the same (eg, 2 nm), but the wavelength changes from each detector to the next (by an increment or decrement equal to the bandwidth). Therefore, the computer adds the weighting factor to the quantity A (λ) , And sum over the entire UV spectrum to derive the integrated oscillator strength Q.

この方法の妥当性および精度はクロマトグラフィー系
中へ既知重量注入したモデル成分と比較することにより
確かめられた。若干の例が表1中に与えらる。
The validity and accuracy of this method was confirmed by comparison with model components of known weight injected into the chromatography system. Some examples are given in Table 1.

極性化合物に対する測定積分振動子強度(Q)は、ス
ペクトル領域の一部が溶媒(例えばジクロロメタン)吸
光度のために測定できないので、約2.0の係数を乗じ
(または積分振動子強度を測定する前に約2.0の係数を
乗じる)芳香族炭素を検出する。第1図に示すように、
種々の油試料についての核磁気共鳴(NMR)による芳香
族炭素の同定結果と比較することにより、この積分振動
子強度方法または技術が全ての油について正確であるこ
とが認められた。ここで、第1図の横軸は、芳香族炭素
についての13C−NMRの結果(単位:重量%)を表し、縦
軸は、A(ε)dεの積分により求めた予想値(単位:
重量%)を表す。NMR値と積分振動子強度値との一次相
関を示す直線グラフがパリティを示す。データは飽和置
換の程度の非常に異なる油例えば減圧軽油及びコーカー
軽油、並びに極性含量の非常に異なる油例えば水素処理
軽油および減圧残油に対してもパリティ線に適合する。
芳香族型に対するこの量の独立性に対する理論的基礎は
完全には理解されていない。
The measured integrated oscillator strength (Q) for polar compounds is multiplied by a factor of about 2.0 (or about 2.0% before measuring the integrated oscillator strength), since some of the spectral region cannot be measured due to solvent (eg, dichloromethane) absorbance. Detect aromatic carbon (multiplied by a factor of 2.0). As shown in FIG.
Comparison with the results of aromatic carbon identification by nuclear magnetic resonance (NMR) for various oil samples confirmed that this integrated oscillator strength method or technique was accurate for all oils. Here, the horizontal axis of FIG. 1 represents the result (unit:% by weight) of 13 C-NMR for aromatic carbon, and the vertical axis represents the predicted value (unit: weight) obtained by integrating A (ε) dε.
% By weight). The linear graph showing the primary correlation between the NMR value and the integrated oscillator strength value indicates the parity. The data also fit the parity line for oils with very different degrees of saturation, such as vacuum gas oil and coker gas oil, and oils with very different polar content, such as hydrotreated gas oil and vacuum resid.
The theoretical basis for the independence of this quantity for aromatic types is not completely understood.

カラムから溶出する成分の全質量は例えば示差屈折率
測定、溶媒蒸発とその後の油のフレームイオン化、また
は溶媒蒸発とその後の残留油滴の光散乱により決定する
ことができる。これらの操作のそれぞれに対して市販検
出器がある。示差屈折率測定は、成分の屈折率が、該成
分の芳香族性により、また、飽和炭素がパラフィン性で
あるかあるいはナフテン性であるかの程度により、変化
するという欠点を有する。このような欠点があることか
ら、フィード原料の種類に依存する応答因子を用いて、
測定された屈折率を溶出成分の質量に関連させることが
必要となる。従って、本発明を実施する好ましい方法に
より、溶媒蒸発とのそ後のフレームイオン化または光散
乱を用いて油成分の全質量をフィード原料組成物または
フィード原料の種類に無関係に測定することが好まし
い。フレームイオン化の場合、用いる特定の装置〔分析
化学に関する1983年のピッツバーグ・コンフェレンス
(1983年Pittsburgh Conference on Analytical Chemis
try)における論文No.43にトラコア・インストルメンツ
のディクソン(J.B.Dixon)により記載されたフレーム
イオン化装置〕が低沸範囲油の若干の揮発並びに溶媒蒸
発を生ずることが認められ、従ってそれが減圧蒸留残油
で最も有用であった。光散乱の場合に、光散乱応答が溶
出物質の質量の複雑な関数があることが認められ、適当
な較正関数を誘導しなければならない。最近の発表〔モ
ーレイほか(T.H.Mourey and L.E.Oppenheimr)、アナ
リティカル・ケミストリー(Analytical Chemistry)、
56;2427〜2434(1984)〕はポリマーのHPLC用光散乱検
出器の使用を扱った。油系に対してこの検出器を用いて
フィード原料型に無関係に全成分質量を測定できること
が本発明の発明者により示された。較正関数は次のとお
りである: 質量=K1 (応答) (2) たゞし低応答強度でx≦1であり; 質量=K2 (応答) (3) たゞし高応答強度でy≧1である。
The total mass of the components eluted from the column can be determined, for example, by differential refractometry, solvent evaporation followed by flame ionization of the oil, or solvent evaporation followed by light scattering of residual oil droplets. There are commercially available detectors for each of these operations. Differential refractive index measurement has the disadvantage that the refractive index of the component varies depending on the aromaticity of the component and on the degree to which the saturated carbon is paraffinic or naphthenic. Because of these drawbacks, using response factors that depend on the type of feedstock,
It is necessary to relate the measured refractive index to the mass of the eluted component. Therefore, it is preferred that the preferred method of practicing the present invention use flame ionization or light scattering followed by solvent evaporation to determine the total mass of the oil component independent of the feedstock composition or feedstock type. In the case of flame ionization, the particular instrument used [Pittsburgh Conference on Analytical Chemis 1983;
The flame ionizer described by JBDixon of Tracoa Instruments in Trial Article No. 43) was found to produce some volatilization of low boiling range oils as well as solvent evaporation, thus reducing the vacuum distillation residue. Most useful with oil. In the case of light scattering, it has been found that the light scattering response is a complex function of the mass of the eluted material, and an appropriate calibration function must be derived. Recent announcements [THMourey and LEOppenheimr], Analytical Chemistry,
56 ; 2427-2434 (1984)] addressed the use of a light scattering detector for HPLC of polymers. It has been shown by the inventors of the present invention that this detector can be used for oil systems to measure the mass of all components regardless of feedstock type. The calibration function is as follows: mass = K 1 * (response) X (2) where x ≦ 1 at low response intensity; mass = K 2 * (response) y (3) high Y ≧ 1 in response strength.

K1およびK2は定数である。K 1 and K 2 are constants.

1つの検出器を芳香族炭素質量の測定に、他を全質量
の測定に用いる組合せが飽和炭素置換を差(または比)
により決定することを可能にする。これはHPLCにおける
全く新しい概念であると思われる。その妥当性はHPLCと
質量分光分析との比較により、および個々の芳香族およ
び極性成分の芳香族性が熱処理の間に予想されるように
増大することを示すことにより確かめられた。
Combinations using one detector to measure aromatic carbon mass and the other to measure total mass differ (or ratio) the saturated carbon substitution
To make decisions. This seems to be a whole new concept in HPLC. Its relevance was confirmed by comparison between HPLC and mass spectrometry and by showing that the aromaticity of the individual aromatic and polar components increased as expected during heat treatment.

本発明は好ましい適用により、炭化水素混合物の少く
とも1つの試料にこゝに記載した方法により分析し、そ
れにより次のもの:飽和、芳香族、多核芳香族、極性化
合物、アスファルテンおよび前記の少くとも2つを含混
合物、の少くとも1つから選ばれる種の割合を決定する
ことを含む炭化水素混合物の品質を評価する方法を提供
する。炭化水素混合物は精製工程に対するフィード原料
または2精製段階間の中間処理油であることができる。
本発明のこの好ましい方法により行なった評価は、精製
工程または工程類を必要に応じて(それらの許容される
操作限界内で)調整して生成物および(または)中間生
成物に対する最適仕様に適合または密接に近似する組成
を有する生成物および(または)中間生成物の製造を可
能にする。
According to a preferred application, at least one sample of the hydrocarbon mixture is analyzed by the method described herein, whereby: saturated, aromatic, polynuclear aromatic, polar compounds, asphaltenes and at least A method for assessing the quality of a hydrocarbon mixture comprising determining a proportion of a species selected from at least one of the mixture comprising at least two. The hydrocarbon mixture can be a feedstock for the refining process or an intermediate processing oil between two refining stages.
The evaluations made by this preferred method of the present invention adjust the purification steps or steps as needed (within their acceptable operating limits) to meet the optimal specifications for the product and / or intermediate products. Alternatively, it allows the production of products and / or intermediate products having closely similar compositions.

本発明はまた一態様として、アスファルテン物質を含
有する石油炭化水素フィードを精製または品質改善する
方法であって、沸騰範囲により成分に分離するために、
該フィードを温度および圧力勾配を有する分別装置に通
し、該成分は分別装置のそれぞれの領域から回収され、
かつ装置の軽油回収領域から回収される軽油沸騰範囲中
で沸騰する軽油成分を含み、軽油留分の不連続試料を間
隔をおいて回収軽油留分からとり、こゝに記載された方
法により分析し、各試料中に存在するアスファルテン物
質の量を示す信号を発生させ、軽油成分中の極性成分の
量が予定量以下に維持されるように分別装置の運転の調
節に使用する方法を提供する。
The present invention also provides, in one aspect, a method for refining or upgrading a petroleum hydrocarbon feed containing asphaltenic material, the method comprising the steps of:
Passing the feed through a fractionator having a temperature and pressure gradient, the components being recovered from respective areas of the fractionator;
In addition, discontinuous samples of the gas oil fraction containing gas oil components boiling in the gas oil boiling range recovered from the gas oil recovery area of the device are taken from the recovered gas oil fraction at intervals and analyzed by the method described in this section. A method for generating a signal indicative of the amount of asphaltene material present in each sample and for use in adjusting the operation of the fractionator so that the amount of polar components in the gas oil component is maintained below a predetermined amount.

本発明はさらに他の態様として、石油炭化水素フィー
ドを精製または品質改善する方法であって、該フィード
を、接触分解装置に通して、品質改善された炭化水素物
質を含む分解生成物に転化し、接触分解装置に進むフィ
ードの不連続試料を間隔をおいてとり、それぞれこゝに
記載の方法により分析し、極性成分および少くとも3個
の環を有する芳香族成分(以下「3+環芳香族炭化水
素」ともいう)の量を示す信号を発生させ、前記信号が
予定量を越える該少くとも3個の環を有する芳香族成分
および極性成分の量に相当したとき、および(または)
相当しているときに、フィードを高品質フィードと混合
し、または接触水素化処理にかけ、あるいは混合および
水素化処理の両方を行ない、前記信号の大きさの増大お
よび減少に応じて、混合の量および(または)前記接触
水素化処理の強さをそれぞれ増大および減少させる方法
を提供する。
In yet another aspect, the present invention is a method of refining or upgrading a petroleum hydrocarbon feed, the feed being passed through a catalytic cracking unit to convert the feed to a cracked product comprising the upgraded hydrocarbon material. , A discontinuous sample of the feed going to the catalytic cracking unit is taken at intervals and analyzed by the method described herein, and the polar component and the aromatic component having at least three rings (hereinafter referred to as “3+ ring aromatic (E.g., "hydrocarbons") when said signal corresponds to an amount of said at least three ring aromatic and polar components exceeding a predetermined amount; and / or
At the corresponding time, the feed is mixed with a high quality feed, or subjected to catalytic hydrogenation, or both mixing and hydrotreating, and the amount of mixing is increased and decreased according to the magnitude of the signal. And / or a method for increasing and decreasing the strength of the catalytic hydrotreating, respectively.

本発明は他の態様として、アスファルテン物質、少く
とも3個の共役芳香族環を含む芳香族成分(以下「3+
芳香族炭化水素」ともいう)、極性成分、および前記汚
染成分の少くとも2つを含む混合物から選ばれる望まし
くない汚染成分を含む石油炭化水素フィードを精製およ
び品質改善する方法であって、選択的精製剤の流れを炭
化水素フィードの流れと選択精製条件で混合する段階、
および生じた混合物から、(i)低含量の極性成分およ
び芳香族成分を有する炭化水素ラフィネート流;および
(ii)溶媒および前記汚染成分の少くとも1つを含む混
合物の流れを別々に回収する段階を含み、ラフィネート
流の不連続試料を間隔をおいてとり、それぞれこゝに記
載の方法により分析し、汚染成分の量を示す信号を発生
させ、これを直接または間接に用いて、ラフィネート中
の汚染成分の量が選んだ量以下に維持されるように前記
精製条件を変化させる方法を提供する。
In another aspect, the present invention relates to an asphaltenic substance, an aromatic component containing at least three conjugated aromatic rings (hereinafter, “3+
A process for refining and upgrading a petroleum hydrocarbon feed comprising undesirable contaminants selected from a mixture comprising at least two of said contaminants and a polar component. Mixing the refining agent stream with the hydrocarbon feed stream under selective refining conditions;
And separately recovering from the resulting mixture: (i) a stream of a hydrocarbon raffinate having a low content of polar and aromatic components; and (ii) a stream of a mixture comprising a solvent and at least one of said contaminant components. At discrete intervals in the raffinate stream, each of which is analyzed by the methods described herein to generate a signal indicative of the amount of the contaminant component, which may be used, directly or indirectly, to determine the amount of raffinate in the raffinate stream. A method is provided for varying the purification conditions such that the amount of the contaminant is maintained at or below the selected amount.

発明の詳細な説明 個々の記載中に本発明の開示態様に直接関連を有する
特徴のみが説明され、当業者によく知られた特徴は言及
されない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In each description, only those features directly related to the disclosed embodiments of the present invention are described, not features well known to those skilled in the art.

第1図は6新軽油(VGO)、1重質コーカー軽油(HKG
O)、3脱歴油(DAO)、5重質アラビア減圧残油(HAV
R)留分および4減圧残油の試料に対するNMR測定および
積分振動子強度Iにより得られ、予想芳香族性は積分振
動子強度から得られた。測定した極性芳香族核は2.0の
係数を乗じた。UV検出に対するこの方法がフィード原料
の型に無関係である芳香族炭化水素の定量的測定を与え
ることが明らかである。従って、応答因子に対する要求
が排除される。
Fig. 1 shows six new light oils (VGO) and one heavy coker light oil (HKG).
O), 3 de-historized oil (DAO), 5 heavy Arabian vacuum resid (HAV)
R) Obtained from NMR measurements and integrated oscillator strength I on samples of fractions and 4 vacuum resids, and expected aromaticity was obtained from integrated oscillator strength. The measured polar aromatic nuclei were multiplied by a factor of 2.0. It is clear that this method for UV detection gives a quantitative measurement of aromatic hydrocarbons that is independent of feedstock type. Thus, the requirement for a response factor is eliminated.

次に第2図について説明すると、装置10は4.6mmの内
径および25cmの全長を有するクロマトグラフカラム11を
含む。カラム11はよく知られたスラリー法により高速液
体クロマトグラフィー(HPLC)に適する範囲内の平均粒
径例えば5〜10μmを有する微粒形態の実質的に完全に
NΗで官能化されたシリカからなる市販固定相で充填
される。
Referring now to FIG. 2, apparatus 10 includes a chromatographic column 11 having an inner diameter of 4.6 mm and a total length of 25 cm. Column 11 is a commercially available, substantially pure N 実 質2 functionalized silica in finely divided form having an average particle size in the range suitable for high performance liquid chromatography (HPLC), eg, 5-10 μm, by well known slurry methods. Filled with stationary phase.

導管12はカラムの上流端から試料注入弁13へ延び、試
料は弁13および導管12中へ試料注入ライン14から注入さ
れる。
A conduit 12 extends from the upstream end of the column to a sample injection valve 13, and the sample is injected into the valve 13 and the conduit 12 from a sample injection line 14.

溶媒管15は弁13の上流端から、2溶媒管17、18に連結
されてそれぞれ適当なポンプ19、20から異なる溶媒を受
けとる溶媒混合室16の下流端へ延びる。ポンプ19、20の
運転はマイクロプロセッサーにより調整される(図示せ
ず)。各ポンプ19、20はそれぞれの溶媒をその源(図示
せず)から受けとるように連結される。第3のポンプを
場合により追加するかまたは、異なる溶媒槽に対するプ
ロポーショニング入口弁を有する単一ポンプを用いるこ
とができる。
The solvent pipe 15 extends from the upstream end of the valve 13 to the downstream end of the solvent mixing chamber 16 which is connected to the two solvent pipes 17, 18 and receives different solvents from appropriate pumps 19, 20, respectively. The operation of the pumps 19, 20 is regulated by a microprocessor (not shown). Each pump 19, 20 is coupled to receive a respective solvent from its source (not shown). A third pump can optionally be added, or a single pump with proportioning inlet valves for different solvent vessels can be used.

カラム11の下流端において導管21が溶媒(類)および
溶離剤をカラムから可変波長紫外検出器22に、それから
質量感受性または質量応答性検出器23に、その後試料廃
棄点並びに(または)回収および(または)分離装置
(図示せず)に導く。質量感受性または質量応答性検出
器23は屈折率、フレームイオン化または光散乱(試料か
らの溶媒の蒸発後)をモニターし、またはそれに応答し
て信号を生ずる検出器であることができる。
At the downstream end of the column 11, a conduit 21 transfers solvent (s) and eluent from the column to a variable wavelength ultraviolet detector 22, then to a mass sensitive or mass responsive detector 23, and then to a sample disposal point and / or collection and ( Or) leading to a separation device (not shown). Mass sensitive or mass responsive detector 23 can be a detector that monitors refractive index, flame ionization or light scatter (after evaporation of solvent from the sample) or produces a signal in response thereto.

分析の間マイクロプロセッサー制御器が2ポンプ19、
20の運転を調整して0.5〜2.9ml毎分のカラム11を通る実
質的に一定の流量を維持する。初めに弱溶媒が使用さ
れ、それは実質的にUV光に対して透明であり、カラムに
導入される試料の全成分の溶解に十分な溶解パラメータ
ーを有するが、しかしその溶解パラメーターがHPLCによ
り試料中の異なる化学型間を比較的鋭敏に識別すること
ができないほど高くない。溶解パラメーター、デルタ、
は分子容で割った蒸発のエネルギーの商の平方根であり
〔ハンセン(C.A.Hansen)ほか、カーク・アンド・オス
マー(Kirk and Othmer)によるエンサイクロペディア
・オブ・ケミカル・テクノロジー(Encyclopedia of Ch
emical Technology)、2版、補遺、889〜910頁参
照〕、すなわち、デルター(Ev/Vm)0.5である。弱溶媒
の溶解パラメーターは7.6〜8.8cal0.5cm−1.5の範囲内
にあるべきであり、好ましい弱溶媒は炭化水素油試料の
全炭化水素成分をアスファルテンの沈殿を生ずることな
く溶解するシクロヘキサンである。シクロヘキサンの代
りに使用できる他の弱溶媒はノナン、デカン、ドデカ
ン、ヘキサデカン、エイコサンおよびメチルシクロヘキ
サン、および前記の少くとも2つの組合せである。好ま
しくは、使用される溶媒は固定相の吸着性を固定相上の
残留シラノール基の失活により一定値に維持するために
微量割合の極性溶媒を含むシクロヘキサンである。この
目的に好ましい極性溶媒はアルコール、殊に2−プロパ
ノール、であり、好ましくは99.99容量のシクロヘキサ
ンと0.01容量の2−プロパノールとの混合物がポンプ19
により操作の第1時間期間の間カラム11に送られる。
During analysis, the microprocessor controller has two pumps 19,
The 20 runs are adjusted to maintain a substantially constant flow rate through the column 11 of 0.5-2.9 ml per minute. Initially, a weak solvent is used, which is substantially transparent to UV light and has sufficient solubility parameters to dissolve all components of the sample introduced into the column, but the solubility parameters are determined by HPLC in the sample. Not so high that it is not possible to distinguish relatively sharply between the different chemical types. Solubility parameter, delta,
Is the square root of the quotient of the energy of evaporation divided by the molecular volume [Encyclopedia of Chemical Technology by CA Hansen et al. And Kirk and Othmer.
emical Technology), 2nd edition, supplement, pages 889-910], that is, Delta (Ev / Vm) 0.5 . The solubility parameter of the weak solvent should be in the range of 7.6 to 8.8 cal 0.5 cm- 1.5 , and the preferred weak solvent is cyclohexane, which dissolves all hydrocarbon components of the hydrocarbon oil sample without asphaltene precipitation. Other weak solvents that can be used in place of cyclohexane are nonane, decane, dodecane, hexadecane, eicosane and methylcyclohexane, and combinations of at least two of the foregoing. Preferably, the solvent used is cyclohexane containing a minor proportion of a polar solvent to maintain the adsorptivity of the stationary phase at a constant value due to the deactivation of residual silanol groups on the stationary phase. Preferred polar solvents for this purpose are alcohols, especially 2-propanol, preferably a mixture of 99.99 volumes of cyclohexane and 0.01 volumes of 2-propanol is pump 19
To the column 11 for the first time period of the operation.

操作の第1時間期間の間に分析される炭化水素の試料
がライン14を経て注入弁13中への基準時間に送れれ、そ
こでそれがポンプ19からの弱溶媒と混ざり合い、沈殿し
た物質例えばアスファルテン、を含まない実質的に均一
な溶液を形成する。試料の大きさは高速液体クロマトグ
ラフィーに普通である制限内で臨界的でなく、0.4mgの
試料が通常適当である。生じた溶液はカラム11の上流端
中へ進む。他の態様において、溶媒が弱溶媒(便宜上、
しかし必須ではなく、ポンプ19に供給されると同一の溶
媒)である炭化水素の溶液を含む試料が注入弁13を通し
て「スラッグ(slug)」として導入され、それがポンプ
19からの他の弱溶媒によりカラムの通過を推進される。
During the first time period of operation, a sample of the hydrocarbon to be analyzed is sent via line 14 at a reference time into the injection valve 13 where it mixes with the weak solvent from the pump 19 and precipitates, e.g. Form a substantially homogeneous solution that is free of asphaltenes. The sample size is not critical, within the limits that are common in high performance liquid chromatography, and a 0.4 mg sample is usually adequate. The resulting solution proceeds into the upstream end of column 11. In other embodiments, the solvent is a weak solvent (for convenience,
However, it is not essential, and a sample containing a solution of hydrocarbons, which is the same solvent as supplied to the pump 19) is introduced as a "slug" through the injection valve 13, which is
Other weak solvents from 19 will drive the passage through the column.

カラム11の下流端から出る液体はUV検出器22および質
量感受性検出器23中でたえずモニターされる。UVモニタ
ー検出器22および質量感受性検出器23が、こゝに記載し
た原理により作動する。これらの検出器の応答はデシタ
ル化され、油試料中の種々の成分の水準または割合に自
動的に変換されることができる。
Liquid exiting the downstream end of column 11 is constantly monitored in UV detector 22 and mass sensitive detector 23. UV monitor detector 22 and mass sensitive detector 23 operate according to the principles described herein. The response of these detectors can be digitized and automatically converted to levels or proportions of various components in the oil sample.

カラム11中の固定充填物質による飽和炭化水素の芳香
族炭化水素により低い保持力のために質量感受性検出器
中の応答が、典型的にはUVの吸収が検出される前に始ま
り、拡散性の芳香族分子が質量感受性検出器を通過する
と同時間に若干の芳香族炭化水素分子がUV検出器を通過
するのでUV吸収期間のときに重なる傾向がある。
Due to the lower retention of saturated hydrocarbons by aromatics due to fixed packing material in column 11, the response in the mass sensitive detector typically starts before UV absorption is detected, As the aromatic molecules pass through the mass sensitive detector, some aromatic hydrocarbon molecules pass through the UV detector at the same time and tend to overlap during the UV absorption period.

カラム11を通過する速さにより示されるように芳香族
環を含む分子の拡散率または溶出の速さは主に分子中の
芳香族環の数に依存する。単芳香族環を有する分子は比
較的速く溶出し、2つまたはそれ以上の芳香族環を含む
分子は一層遅く溶出する。従って、カラム11を異なる数
の芳香族環を含む分子で較正することにより、カラム11
を通過するのに要した時間により溶出分子を確認するこ
とが可能である。較正は適当に、例えばトルエン(1芳
香族環)、アントラセン(3縮合芳香族環)およびコロ
ネン(6縮合芳香族環)で行なわれる。較正は追加の多
環化合物および(または)異なる多環化合物で行なうこ
とができる。
The diffusivity or elution rate of a molecule containing an aromatic ring as indicated by the speed of passing through the column 11 mainly depends on the number of aromatic rings in the molecule. Molecules with a single aromatic ring elute relatively quickly, and molecules with two or more aromatic rings elute more slowly. Therefore, by calibrating column 11 with molecules containing different numbers of aromatic rings, column 11
It is possible to confirm the eluted molecule by the time required to pass through. Calibration is suitably performed, for example, with toluene (one aromatic ring), anthracene (three fused aromatic rings) and coronene (six fused aromatic rings). Calibration can be performed with additional polycycles and / or different polycycles.

こゝに記載した方法の操作の間に、実質的にすべての
単芳香族分子がトルエンに匹敵する時間スパン内に溶出
し、3環分子は単芳香族分子の時間スパン後アントラセ
ンに匹敵する時間スパン内に溶出し、6芳香族環化合物
はアントラセンの時間スパン後コロネンに匹敵する時間
スパンの間に溶出する。トルエンとアントラセンとの間
およびアントラセンとコロネンとの間の芳香族環の数を
有する分子は較正に用いた分子のそれぞれの対の間の時
間間隔後に溶出する。
During operation of the method described herein, substantially all of the monoaromatic molecule elutes within a time span comparable to toluene, and the tricyclic molecule has a time comparable to anthracene after the time span of the monoaromatic molecule. Eluting into the span, the six-aromatic ring compound elutes after a time span of anthracene during a time span comparable to coronene. Molecules with the number of aromatic rings between toluene and anthracene and between anthracene and coronene elute after the time interval between each pair of molecules used for calibration.

UV吸収および屈折率が事実上溶媒のみによるそれらの
ベース値に減退することにより照明されて実質的にすべ
ての飽和および芳香族炭化水素分子が弱溶媒によりカラ
ム11から溶出したとき、強溶媒(すなわち比較的高い極
性を有する溶媒)がポンプ20により次第に増加する速度
でカラム中へ流され、同時に弱溶媒がポンプ19により溶
媒の全容積速度が実質的に不変であるように相当して次
第に低下する速度で送られる。選ばれた第3時間間隔
後、弱溶媒が全く存在せず、カラム11の上流端へ進む唯
一の溶媒は強溶媒である。強溶媒は8.9〜10.0cal0.5cm
−1.5の範囲内の溶解パラメーターを有し、UVに対し透
明である。適当な強溶媒は振動子強度の計算を容易にす
るためにできるだけ低い波長でUV光に対し透明であるべ
きである。強溶媒はトルエンと二硫化炭素との間の極性
を有すべきであり、適当にはジクロロメタンである。ジ
クロロメタンは、極性高分子量分子を溶出する能力を高
めるためにアルコールを含むことができる。適当にはア
ルコールは2−プロパノールであり、強溶媒は90容量%
ジクロロメタンおよび10容量%2−プロパノールからな
るひことができる。これまでに説明した第2図の装置の
変形において、ポンプ19および20を、それぞれ弱および
強溶媒(例えばシクロヘキサンおよびジクロロメタン)
をそれぞれ管17および18を経て混合室16中へ送るために
用いることができ、アルコールまたは他の高極性溶出物
質をそれぞれの第3ポンプ(図示せず)から混合室16へ
導くために追加の管18aが存在することができる。第3
ポンプは、好ましくは技術的に知られた方法で予定した
配列またはプログラムによりポンプ19および20に関連し
てマイクロプロセッサー制御される。
When substantially all the saturated and aromatic hydrocarbon molecules are eluted from column 11 by the weak solvent and illuminated by the UV absorption and refractive index decreasing to their base value by the solvent alone, the strong solvent (ie, Solvent having a relatively high polarity) is flowed into the column at a progressively increasing rate by the pump 20, while the weak solvent is correspondingly progressively reduced by the pump 19 such that the overall volumetric rate of the solvent is substantially unchanged. Sent at speed. After a selected third time interval, no weak solvent is present and the only solvent that proceeds to the upstream end of column 11 is the strong solvent. 8.9-10.0 cal 0.5 cm for strong solvent
It has a solubility parameter in the range of -1.5 and is transparent to UV. A suitable strong solvent should be transparent to UV light at the lowest possible wavelength to facilitate calculation of oscillator strength. The strong solvent should have a polarity between toluene and carbon disulfide, and is suitably dichloromethane. Dichloromethane can include alcohol to increase its ability to elute polar high molecular weight molecules. Suitably the alcohol is 2-propanol and the strong solvent is 90% by volume.
It can consist of dichloromethane and 10% by volume of 2-propanol. In a variation of the apparatus of FIG. 2 described so far, pumps 19 and 20 were switched on with weak and strong solvents (eg, cyclohexane and dichloromethane), respectively.
Can be used to feed alcohol or other highly polar eluting material from respective third pumps (not shown) to mixing chamber 16 via tubes 17 and 18, respectively. A tube 18a can be present. Third
The pumps are microprocessor controlled, preferably in association with pumps 19 and 20, in a predetermined arrangement or program in a manner known in the art.

アルコールまたは他の高極性溶媒変性剤が強溶媒とと
もに第3時間期間中に導入されなかったならば、それを
第4時間期間(例えば5分またはその付近)にわたり導
入する。どの場合にも、アルコールまたは他の高極性溶
媒変性剤が一定増加速度で導入され、強溶媒に対する速
度が相応して低下される。
If the alcohol or other highly polar solvent denaturant was not introduced with the strong solvent during the third time period, it is introduced over the fourth time period (eg, at or near 5 minutes). In each case, alcohol or other highly polar solvent modifier is introduced at a constant increasing rate, and the rate for strong solvents is correspondingly reduced.

変性した強溶媒のみをカラム11中へ第5時間期間の間
通し、高極性分子をカラムから溶出させる。極性分子の
溶出は両検出器により検出される。アスファルテンを含
む典型的な炭化水素試料の極性分子は、強変性溶媒のみ
をカラム中へ送ったときから3〜10分後のUV吸収の比較
的速い減退により約10分の第5時間期間内に事実上完全
に溶出される。
Only the denatured strong solvent is passed into column 11 for a fifth time period to elute highly polar molecules from the column. Elution of polar molecules is detected by both detectors. The polar molecules of a typical hydrocarbon sample containing asphaltenes, within a fifth time period of about 10 minutes due to the relatively fast decline in UV absorption 3-10 minutes after sending only the strongly denaturing solvent into the column It is virtually completely eluted.

極性分子の溶出が実質的に終ったとき、強溶媒が次第
に弱溶媒(すなわち、0.01容量%の2−プロパノールを
有する99.99容量%のシクロヘキサン)により第6時間
期間にわたって置換される。適当には、第6時間間隔は
1〜10分の範囲内であることができる。
When the elution of the polar molecule is substantially complete, the strong solvent is gradually replaced by a weak solvent (ie, 99.99% by volume cyclohexane with 0.01% by volume 2-propanol) over a sixth time period. Suitably, the sixth time interval may be in the range of 1 to 10 minutes.

弱溶媒は初めにアルコール変性剤の強溶媒に対する添
加を中止にすることにより、次に強溶媒を弱溶媒による
漸進的置換により置換させることができる。次いで次の
炭化水素試料を注入弁13から弱溶媒とともにカラムに通
すことができる。
The weak solvent may be replaced by first stopping the addition of the alcohol modifier to the strong solvent, and then gradually replacing the strong solvent with the weak solvent. The next hydrocarbon sample can then be passed through the injection valve 13 with the weak solvent through the column.

次に第3図について説明すると、上方のグラフ30は質
量感受性蒸発性光散乱検出器23を通過する物質の応答の
時間による変化を示し;下方のグラフ31はUV検出器22を
通過する物質のUV振動子強度の時間による変化を示す。
Referring now to FIG. 3, the upper graph 30 shows the change with time of the response of the substance passing through the mass sensitive evaporative light scattering detector 23; the lower graph 31 shows the response of the substance passing through the UV detector 22. The change with time of the UV oscillator strength is shown.

横軸上の時間は、試料を注入した40チャンネル後であ
る基準時間「0」から3秒間隔または増分(以下「チャ
ンネル」ともいう)で示される。
The time on the horizontal axis is indicated by an interval of 3 seconds or an increment (hereinafter also referred to as “channel”) from a reference time “0” which is 40 channels after the sample is injected.

試料は重質アラブ減圧残油0.4mgであった。溶媒はポ
ンプ19、20により、同時に割合を次第に変化させ、また
は個別に送り1.0ml毎分のカラム11を通る定溶媒流量を
与えた。
The sample was 0.4 mg heavy Arab vacuum residue. Solvents were pumped by pumps 19, 20 at the same time in gradually varying proportions or individually, giving a constant solvent flow rate through column 11 of 1.0 ml per minute.

基準時間前の初期時間の間、弱溶媒のみをポンプ19か
ら1.0ml/分の前記速度で通し、光散乱信号およびUV振動
子強度はこの時間の間一定水準であった。弱溶媒のみを
ポンプ19により、炭化水素油試料の注入のときから7分
間、注入弁13を通して供給した。そのすぐ後に強溶媒を
均一速度で(すなわち2分間にわたり直線的に)次第に
弱溶媒に対し置換させた。次いで強溶媒のみをポンプ19
により注入弁13を通して4.0分間供給し、そのときそれ
を変性強溶媒により0.1分間にわたり次第に置換し、そ
の流れをその後12.9分間維持した。それぞれの場合に、
注入弁13を通過する時間から、例えば試料または各溶媒
がカラムに達しそれを通過するまでに時間の遅れが生ず
る。
During the initial time before the reference time, only the weak solvent was passed through the pump 19 at the above-mentioned rate of 1.0 ml / min, and the light scattering signal and the UV oscillator strength were constant during this time. Only the weak solvent was supplied by the pump 19 through the injection valve 13 for 7 minutes from the injection of the hydrocarbon oil sample. Shortly thereafter, the strong solvent was gradually displaced at a uniform rate (ie, linearly over 2 minutes) to a weaker solvent. Then pump only strong solvent 19
Via the injection valve 13 for 4.0 minutes, at which time it was gradually replaced by a denaturing strong solvent for 0.1 minutes, and the flow was maintained thereafter for 12.9 minutes. In each case,
There is a time delay from the time passing through the injection valve 13 until, for example, the sample or each solvent reaches and passes through the column.

基準時間の−40チャンネルに減圧残油の0.4mg試料を
試料注入ライン14から注入弁13中へ注入した。時間遅れ
のためその後初めの40チャンネルに対して検出器はいず
れも試料注入前の安定基線からの偏位を示さなかった。
11チャンネル後に検出器23により検出された光散乱信号
が基線32から最大点(点33)まで応答に鋭敏な増加、次
いで溶媒単独値への漸減を含み、間隔を置いて1つまた
はそれ以上の応答の増加により中断された変化を示し
た。光散乱信号は、内部標準として含まれ、ピーク34に
より示されたベンゾ(α)アントラセンの40μgの溶出
に対して応答した。ジクロロメタンへの溶媒変更に基く
極性複素芳香族種の溶出はピーク35により示され、溶媒
における90%ジクロロメタン、10%イソプロパノールへ
の変更に基く強極性複素芳香族種の溶出はピーク36によ
り示された。
A 0.4 mg sample of the vacuum residue was injected into the injection valve 13 from the sample injection line 14 into the -40 channel at the reference time. Due to the time delay, none of the detectors showed any deviation from the stable baseline before the sample injection for the first 40 channels.
After 11 channels, the light scatter signal detected by detector 23 has one or more spaced apart responses including a sharp increase in response from baseline 32 to a maximum (point 33), followed by a gradual decrease to solvent alone. The change was interrupted by an increase in response. The light scatter signal was included as an internal standard and responded to the elution of 40 μg of benzo (α) anthracene indicated by peak 34. Elution of polar heteroaromatic species due to solvent change to dichloromethane was indicated by peak 35, and elution of strongly polar heteroaromatic species due to change to 90% dichloromethane, 10% isopropanol in solvent was indicated by peak 36. .

UV振動子強度グラフ31について説明すると、基線から
の吸光度の増加は約15チャンネルで始まり、約24チャン
ネルでピーク(点37)に達したことが認められよう。吸
光度のピーク値が短時間維持され、その後各特定時間に
溶出する芳香族炭化水素を示す基線より高い高さを維持
した。点38において内部標準の応答が現われている。カ
ラム中の弱溶媒に対する強溶媒の完全置換のときに近似
的に相当する219チャンネルにおいて、UV吸光度の急上
昇があり、それは極性化合物に基くピーク(点39)に上
昇し、その後比較的速い減退を示した。小さい追加ピー
ク40は強溶媒中の高極性化合物の溶出に相当する。
Referring to the UV oscillator strength graph 31, it can be seen that the increase in absorbance from the baseline began at about channel 15 and peaked at about channel 24 (point 37). The peak value of the absorbance was maintained for a short time, and then maintained at a height higher than the baseline indicating the aromatic hydrocarbon eluted at each specific time. At point 38 the response of the internal standard appears. In channel 219, which roughly corresponds to the complete displacement of the strong solvent for the weak solvent in the column, there is a sharp increase in UV absorbance, which rises to a peak based on the polar compound (point 39), followed by a relatively fast decline. Indicated. The small additional peak 40 corresponds to the elution of highly polar compounds in strong solvents.

強溶媒、ジクロロメタンを、10容量%のイソプロパノ
ールの添加によりカラム中で変性したときに追加ピーク
が観察され、記録された。最後に、検出器応答が点42で
初期基線に非常に近い値に戻り、そのときにデータの収
集を止めた。
An additional peak was observed and recorded when the strong solvent, dichloromethane, was denatured in the column by the addition of 10% by volume of isopropanol. Finally, the detector response returned to a value very close to the initial baseline at point 42, at which point data collection was stopped.

光散乱応答およびUV振動子強度における溶媒型による
変動の関係は次のとおりである;光散乱における初期の
変化は飽和炭化水素および小部の芳香族炭化水素の溶出
に相当する。飽和炭化水素は点33でピークを生じ、その
後の光散乱の減退が飽和炭化水素の比較的完全な溶出お
よび溶出芳香族炭化水素からの関連寄与を示す。点37に
至るUV吸光度の比較的急な上昇は弱溶媒中の芳香族炭化
水素の溶出に帰着される。次第に増加する数の環を有す
る芳香族種は内部標準により一部示されるように、弱溶
媒とともにカラムから続いて溶出する。弱溶媒から強溶
媒への漸変の開始の短時間後に始まり、移動相の組成が
強溶媒のみに変化した後ピーク吸光度中の最高点(点3
9)に達するUV吸収の急上昇は極性化合物の溶出に帰着
される。極性化合物は強溶媒によりそれが実質上完全に
カラムから除去されるまで比較低速く、有効に(それら
の比較的高い分子量および物理化学的性質を考えて)溶
出される。
The relationship between solvent type variation in light scattering response and UV oscillator strength is as follows; the initial change in light scattering corresponds to the elution of saturated hydrocarbons and minor aromatics. The saturated hydrocarbon peaks at point 33, with the subsequent decrease in light scattering indicating a relatively complete elution of the saturated hydrocarbon and a related contribution from the eluted aromatic hydrocarbon. The relatively sharp increase in UV absorbance up to point 37 results in elution of aromatic hydrocarbons in weak solvents. Aromatic species with increasing numbers of rings subsequently elute from the column with a weak solvent, as indicated in part by internal standards. The highest point in the peak absorbance (point 3) begins shortly after the onset of the gradual transition from weak to strong solvent, and after the mobile phase composition changes to strong solvent only.
The spike in UV absorption reaching 9) is attributed to elution of polar compounds. Polar compounds are eluted relatively slowly and effectively (given their relatively high molecular weight and physicochemical properties) until they are substantially completely removed from the column by strong solvents.

ピーク40および41により明示された高極性物質の溶出
はカラム中へ注入された油の完全回収を生ずる。
Elution of the highly polar material as indicated by peaks 40 and 41 results in complete recovery of the oil injected into the column.

カラム中の固定相を弱溶媒と平衡させる次の38分(す
なわち試料導入の瞬間から26〜60分)の間に固定相の初
期性質が再生され、第2サイクルの分析を次の試料の注
入により実効することができる。従って全サイクル時間
は60分である。全サイクル時間はカラムを通る溶媒の流
量の増加により、および(または)強および変性強溶媒
の導入をより早い時間に開始することにより短縮するこ
とができる。
During the next 38 minutes of equilibrating the stationary phase in the column with the weak solvent (ie, 26-60 minutes from the moment of sample introduction), the initial properties of the stationary phase are regenerated and the second cycle of analysis can be performed with the next sample injection. Can be implemented by Thus, the total cycle time is 60 minutes. The total cycle time can be reduced by increasing the flow rate of the solvent through the column and / or by starting the introduction of the strong and denaturing strong solvent earlier.

試料中の各炭化水素型または成分の割合が、こゝに記
載したように、光散乱応答を全質量の一次関数に、およ
びUV振動子強度を芳香族炭素の質量の関数に変換し、各
保持時間間隔にわたり積分することにより得られる。成
分は保持時間間隔により規定される。従って、飽和炭化
水素は9〜16チャンネルの範囲内に溶出する化合物とし
て、単環芳香族炭化水素は16〜24チャンネルの範囲内で
溶出する化合物として、2環芳香族炭化水素は24〜40チ
ャンネルで溶出するものとして、3環芳香族炭化水素は
40〜75チャンネルで溶出するものとして、4環芳香族炭
化水素は75〜200チャンネルで溶出するものとして、弱
極性成分は200〜300チャンネルで溶出するものとして、
および強極性成分は300〜400チャンネルで溶出するもの
として規定し、決定し、または考えることができる。成
分を規定するためのモデル化合物の使用がこゝに記載さ
れる(例えば第1および第2図に関して)。
The proportion of each hydrocarbon type or component in the sample converts the light scattering response to a linear function of total mass and the UV oscillator intensity to a function of the mass of aromatic carbon, as described herein, Obtained by integrating over the retention time interval. Components are defined by retention time intervals. Accordingly, saturated hydrocarbons are compounds eluted in the range of 9 to 16 channels, monocyclic aromatic hydrocarbons are compounds eluted in the range of 16 to 24 channels, and bicyclic aromatic hydrocarbons are compounds in the range of 24 to 40 channels. The three-ring aromatic hydrocarbon is eluted with
As those eluting in 40-75 channels, the four-ring aromatic hydrocarbons elute in 75-200 channels, and the weakly polar components elute in 200-300 channels,
And strongly polar components can be defined, determined, or considered to elute in the 300-400 channel. The use of model compounds to define the components is described here (eg with respect to FIGS. 1 and 2).

カラムの品質はシクロヘキサン中にトルエン、アント
ラセンおよびコロネンを含む「カクテル」をクロマトグ
ラフにかけることにより測定される。カラムはシクロヘ
キサンおよび0.01%の2−プロパノールでイソクラティ
ックに試験される。容量係数はトルエン、アントラセン
およびコロネンに対しそれぞれ0.1、0.5および2.0であ
り、容量係数はカラム11中の固定充填相のポイド容量に
より割った保持容積マイナスボイド容量の量である。こ
の混合物のクロマトグラフィーはカラムの品質の良好な
指標を与えることが認められる。カラムが保持極性化合
物で汚染され、または過度に経時すれば、容量係数が高
くなる。異なる製造業者のカラムは、たとえそれらがす
べて名目上NΗ結合シリカであっても、広く異なる容
量係数および分離性能を示すこともまた認められる。異
なる出所の吸着剤に対する容量係数データの要約が表2
中に与えられる。5より大きいコロネンに対する容量係
数を有するカラムは芳香族および極性成分の低収率のた
めに不十分な分離を与えた。
Column quality is measured by chromatography of a "cocktail" containing toluene, anthracene and coronene in cyclohexane. The column is tested isocratic with cyclohexane and 0.01% 2-propanol. The volume coefficients are 0.1, 0.5 and 2.0 for toluene, anthracene and coronene, respectively, and the volume coefficient is the amount of retention volume minus void volume divided by the void volume of the stationary packed phase in column 11. It is observed that chromatography of this mixture gives a good indication of the quality of the column. If the column becomes contaminated with retained polar compounds or ages excessively, the capacity factor will increase. Column of different manufacturers, even at their all nominally Enuita 2 bonded silica, is also some that show widely different capacity factor and separation performance. A summary of capacity factor data for adsorbents from different sources is given in Table 2.
Given inside. Columns with a volume coefficient for coronene greater than 5 gave poor separation due to low yields of aromatic and polar components.

この操作において、分取の場合に準ずる程度の負荷を
用いて循環的に行なった分離は、コークス形成傾向の尺
度であるミクロコンらドソン残留炭素(MCR)に対する
良好な選択性およびメタロポルフィリンに対する優れた
選択性を示す。
In this operation, the separation carried out cyclically with a load comparable to that of the preparative case, gave good selectivity for microcondaughton residual carbon (MCR), a measure of the tendency to coke formation, and excellent selectivity for metalloporphyrins. Shows selectivity.

開示した方法の実用試験においてコールドレークビチ
ューメンが、2.7のMCRを示す非極性化合物(飽和および
芳香族炭化水素)65%および34重量%のMCRを有する極
性化合物37%に分離された。全ビチューメンは14.3重量
%のMCRを有した。重質アラビア減圧残油は9のMCRを有
する非極性留分53〜58%及び43〜47%の収率および45〜
47%のMCRを有する極性留分に分離された。全残油は23
重量%のMCRを有した。非極性留分中に可視分光法によ
り検出できるメタロボルフィリンが存在しなかった(≦
1ppm)。これらのデータは処理困難成分(すなわち炭化
水素試料の品質に有害と思われる、および(または)そ
の後の使用に不利に影響する物質)が極性留分中に濃縮
されること、並びに非極性および極性化合物の高収率の
選択的分離が達成されたことを示す。操作は芳香族炭化
水素をそれらの共役の程度の関数として保持する。本発
明の方法および装置を用いる全分析において、飽和、芳
香族、極性分子およびアスファルテン留分の99+%が比
較的短い分析サイクル(例えば30分)内に回収される。
これはオープンカラム、例えば試料回収が不完全で、典
型的には役95%であり、分析が比較的大きい試料(例え
ば3g程度)および比較的長いサンプリング時間(例えば
約8時間)を必要とするASTM D−4003従来法の遂行に
用いたもの、と対照される。
In practical tests of the disclosed method, cold lake bitumen was separated into 65% non-polar compounds (saturated and aromatic hydrocarbons) exhibiting an MCR of 2.7 and 37% polar compounds having an MCR of 34% by weight. All bitumens had an MCR of 14.3% by weight. Heavy Arabian vacuum resid has a non-polar fraction with an MCR of 9 53-58% and a yield of 43-47% and 45-
Separated to a polar fraction with 47% MCR. 23 total residual oil
It had a weight percent MCR. There was no metallovolphyrin detectable by visible spectroscopy in the non-polar fraction (≦
1 ppm). These data indicate that difficult-to-process components (i.e., substances that may be detrimental to the quality of the hydrocarbon sample and / or adversely affect subsequent use) are enriched in the polar fraction, as well as non-polar and polar 4 shows that high yield selective separation of compounds was achieved. The operation retains aromatic hydrocarbons as a function of their degree of conjugation. In all assays using the methods and apparatus of the present invention, 99 +% of the saturated, aromatic, polar molecules and asphaltenes fractions are recovered within a relatively short analysis cycle (eg, 30 minutes).
This is an open column, eg, incomplete sample collection, typically only 95%, requires relatively large samples (eg, on the order of 3 g) and relatively long sampling times (eg, about 8 hours) Contrast with that used to perform ASTM D-4003 conventional method.

固定相の再生性が実用試験において詳細に示された。
個々のカラム11は、それぞれ性能の有意な喪失が観察さ
れる前に4mg負荷で100分析サイクルを十分越える間使用
された。記載したクロマトグラフ法および装置は容易に
自動運転に適応させることができる。第2図および第3
図に関連して非限定的例として記載した完全分析列が30
分を要するが、しかしそれは明らかに異なる時間を要す
ることができ、各サイクルの全時間内で、弱および強溶
媒に対するポンプの運転、油試料の注入のタイミング並
びにUV吸収データ(および必要であれば質量検出器デー
タ)の記録をすべて自動シーケンシング装置により制御
することができる。そのような自動シーケンシング装置
はよく知られ、商業製造者から容易に入手できるので、
さらに、本発明の直接部分を形成しないで単に装置の普
通の項目にすぎないので、その説明はこゝに提供されな
い。
The reproducibility of the stationary phase was shown in detail in practical tests.
Each individual column 11 was used at a 4 mg load for well over 100 analysis cycles before significant loss of performance was observed. The described chromatographic methods and apparatus can easily be adapted for automatic operation. FIG. 2 and FIG.
30 complete analysis columns listed as non-limiting examples in connection with the figure
Minutes, but it can take a distinctly different amount of time, within the whole time of each cycle, running the pump on weak and strong solvents, the timing of injection of oil samples and UV absorption data (and if necessary All recordings of mass detector data) can be controlled by automatic sequencing equipment. Since such automatic sequencing devices are well known and readily available from commercial manufacturers,
Moreover, a description thereof will not be provided here, as it is merely a common item of equipment without forming a direct part of the present invention.

記載したクロマトグラフィーの方法および装置は炭化
水素混合物の評価または炭化水素フィードを精製または
品質改善する方法の制御または最適化に、例えば炭化水
素フィードの分留に、フィードの少くとも一部がその処
理困難な性質を低下させるために接触水素化される接触
分解用フィードの調製に、および、とりわけ炭化水素混
合物の溶媒精製(例えば脱歴)に、使用することができ
る。
The described chromatographic methods and apparatus may be used to evaluate hydrocarbon mixtures or to control or optimize methods for purifying or upgrading hydrocarbon feeds, e.g., fractionation of hydrocarbon feeds, at least a portion of the feed may be treated. It can be used for the preparation of catalytic cracking feeds which are catalytically hydrogenated to reduce difficult properties, and especially for solvent purification (eg de-history) of hydrocarbon mixtures.

比較例 ジャーナル・オブ・クロマトグラフィー(1981)20
6、289〜300中の論文中にボレット(C.Bollet)ほかは
減圧残留物(535℃以上の沸騰範囲)を飽和、芳香族お
よび極性化合物について分析できるといわれる高速液体
クロマトグラフィー(HPLC)技術を記載している。その
技術は2つの操作を用いる。第1操作において、飽和炭
化水素を、長さ20cm×内径4.8mmのカラム中の10μmシ
リカ結合アルキルアミンの固定相を用いて飽和炭化水素
および極性化合物から分離する。使用された移動相はn
−ヘキサンであって、アスファルテン含有試料に対しア
スファルテンの沈殿を避けるためにシクロヘキサンを移
動相として使用すべきであることが記載されている。そ
の論文は溶離剤中の試料の完全な回収があることが記載
されていないが、しかしその論文は実際に100%試料回
収があることを意味すると解することができよう。
Comparative Example Journal of Chromatography (1981) 20
6, High-performance liquid chromatography (HPLC) technique which is said to be capable of analyzing vacuum residues (boiling range above 535 ° C) for saturated, aromatic and polar compounds in C. Bollet et al. Is described. The technique uses two operations. In a first operation, saturated hydrocarbons are separated from saturated hydrocarbons and polar compounds using a 10 μm silica-bonded alkylamine stationary phase in a column 20 cm long × 4.8 mm ID. The mobile phase used was n
-Hexane, which states that cyclohexane should be used as the mobile phase to avoid asphaltene precipitation for asphaltene-containing samples. The article does not state that there is complete recovery of the sample in the eluent, but it could be taken to mean that the article actually has 100% sample recovery.

飽和炭化水素並びに芳香族化合物の極性化合物からの
分離がより極性の溶媒を用いて行なわれるボレットほか
の第2操作に従って、NH2で官能化されたシリカを充填
したクロマトグラフカラムであるメルク(Merck)リク
ロソルブ(Lichrosorb)を、85%シクロヘキサンおよび
15%クロロホルムからなる溶媒を用いて2.0ml/分の流量
で平衡させた。アラビア重質減圧蒸留残留物(950+゜
F、510+℃)120μgがシクロヘキサン溶液20μ中で
カラム中へ注入された。検出は254、280および330nmに
おけるUV吸光度のモニターによった。生じた(280nmに
おける)クロマトグラムが第4a図中に示され、飽和炭化
水素および芳香族炭化水素の希釈を示す。次いで流れを
反対にした(バックフラッシュ)。極性化合物が次の10
分にわたって溶出し、その時間までに安定な基線に達し
た。これは第4b図(UV吸光度を280nmでモニターした)
に示される。ボレットほかにより報告された鋭いピーク
が認められなかった。これでボレットほかの分析が終っ
た。
According Boretto addition of the second operation to be performed using a more polar solvent separation from the polar compounds, saturated hydrocarbons and aromatic compounds, a chromatographic column packed with functionalized silica NH 2 Merck (Merck ) Lichrosorb, 85% cyclohexane and
The mixture was equilibrated with a solvent consisting of 15% chloroform at a flow rate of 2.0 ml / min. Arabian heavy vacuum distillation residue (950+ ゜
(F, 510 + ° C.) 120 μg were injected into the column in 20 μ of cyclohexane solution. Detection was by monitoring UV absorbance at 254, 280 and 330 nm. The resulting chromatogram (at 280 nm) is shown in FIG. 4a, showing the dilution of saturated and aromatic hydrocarbons. The flow was then reversed (backflush). The next 10 polar compounds
Eluted over minutes, by which time a stable baseline had been reached. This is Figure 4b (UV absorbance monitored at 280nm)
Is shown in The sharp peak reported by Borett et al. Was not observed. This completes the analysis of Borett and others.

ボレットほかにより記載された方法をこゝに記載の方
法と比較し、次の結果から認められるように、ボレット
ほかの方法はかなりの量の試料物質、主に極性化合物、
をカラム中に残し、一方100%回収(または実質的に100
%の回収)が本方法により達成される。
Comparing the method described by Borrett et al. With the method described here, the Borlett et al. Method indicated that considerable amounts of sample material, mainly polar compounds,
In the column while recovering 100% (or substantially 100%).
% Recovery) is achieved by this method.

極性化合物の回収が不完全であったことを示すため、
および本発明の方法を実施する1方法の例として、流れ
をその正常(前進)方向に逆転して90%ジクロロメタン
および10%イソプロパノールの溶媒を10分にわたって溶
媒勾配で導入した。吸光度を20分間測定し、その時間の
間に強く保持された極性化合物に基く追加ピークが約8
分で出現した(第4図、280nmにおける吸光度を示
す)。
To indicate that polar compound recovery was incomplete,
And as an example of one way of carrying out the method of the present invention, a stream of 90% dichloromethane and 10% isopropanol was introduced in a solvent gradient over 10 minutes with the flow reversed in its normal (forward) direction. The absorbance was measured for 20 minutes, with about 8 additional peaks due to the polar compounds strongly retained during that time.
(FIG. 4, showing absorbance at 280 nm).

従って、ボレットほかの方法は若干の極性物質をカラ
ム上に残す。第4a〜4c図のそれぞれの中の吸光度を時間
にわたり積分して各段階でどれだけの物質がカラムから
除去されたかの尺度を得た。結果は次のとおりである: ボレットほかの方法がカラム上に残す物質の量は減圧
残留物試料の約12%である。これは、こゝに開示した方
法により回避または克服される若干の問題を生ずる、す
なわち: − カラム上に残された物質が組成分析において適当に
評価されない。
Thus, Borret et al. Leave some polar material on the column. The absorbance in each of FIGS. 4a-4c was integrated over time to provide a measure of how much material was removed from the column at each step. The results are as follows: The amount of material left by the Borett et al. Method on the column is about 12% of the vacuum residue sample. This results in some problems which are avoided or overcome by the methods disclosed here:-The material left on the column is not properly evaluated in the composition analysis.

− カラム上に残された物質が次の分析に対し吸着部位
を生じ、再現できない結果を与える。
-The material left on the column creates adsorption sites for the next analysis, giving unreproducible results.

− カラム上に残された物質が流れを事実上妨害し、高
い背圧および操作の損失を生ずることができる。
-The material left on the column can effectively disrupt the flow, resulting in high back pressure and loss of operation.

HPLCカラムから残油の良好な回収を達成するために固
体吸着剤物質を官能化して無機酸化物およびヒドロキシ
ルを遮蔽しなければならない。最終溶出溶媒がアスファ
ルテンに対する溶解性を示し、吸着剤の表面活性を中和
するため水素結合性官能性および(または)高極性官能
性を有しなければならない。好ましい組合せは第一級ア
ミンで官能化されたシリカを吸着剤とし、ジクロロメタ
ンとイソプロパノールとの配合物を使用することであ
り、その場合に油の溶出における最終溶媒としてイソプ
ロパノールが1〜50%の範囲内、最も好ましくは10%の
容量濃度で存在する。この溶媒は順流またはバックフラ
ッシュで導入することができる。重要なことは溶媒の溶
解度および極性の観点であり、流れの方法ではない。
In order to achieve good recovery of the resid from the HPLC column, the solid sorbent material must be functionalized to shield inorganic oxides and hydroxyls. The final elution solvent must be soluble in asphaltenes and have hydrogen bonding and / or high polar functionality to neutralize the surface activity of the adsorbent. A preferred combination is to use a mixture of dichloromethane and isopropanol with silica functionalized with a primary amine as adsorbent, where isopropanol is in the range of 1-50% as the final solvent in oil elution. Of which are most preferably present at a volume concentration of 10%. This solvent can be introduced downstream or backflush. What is important is the solubility and polarity of the solvent, not the flow method.

分離の変形において、3ポンプ系が使用される。第1
ポンプはシクロヘキサンを、第2ポンプはジクロロメタ
ンを、第3ポンプはイソプロパノールを供給する。供給
速度はやがて変更される。シクロヘキサンは飽和炭化水
素とそれに続く芳香族炭化水素の溶出に使用され、弱極
性化合物が次にジクロロメタンで溶出され、最後に強極
性分子がジクロロメタンで溶出され、最後に強極性分子
がジクロロメタン中10%イソプロパノールで溶出され
る。正確な溶媒組成プログラムは、成分帰属を変化させ
ることができるので情報を得るために臨界的ではない。
逐次高い溶解パラメーターの油成分が脱離され、測定さ
れることができるようにクロマトグラフィーが進むにつ
れて、溶媒の溶解パラメーターを高めることが重要であ
る。好ましくは、溶媒の溶解パラメーターは段階変化と
してよりはむしろ次第に高められる。しかし段階変化を
用いることはでき、本発明の範囲内にある。
In a variant of the separation, a three-pump system is used. First
The pump supplies cyclohexane, the second pump supplies dichloromethane, and the third pump supplies isopropanol. The feed rate will change over time. Cyclohexane is used to elute saturated hydrocarbons followed by aromatic hydrocarbons, with weakly polar compounds being eluted next with dichloromethane, finally strong polar molecules being eluted with dichloromethane and finally strong polar molecules being 10% in dichloromethane. Eluted with isopropanol. The exact solvent composition program is not critical for obtaining information because it can change the component assignments.
It is important to increase the solubility parameter of the solvent as the chromatography proceeds so that oil components of progressively higher solubility parameters can be desorbed and measured. Preferably, the solubility parameter of the solvent is increased gradually rather than as a step change. However, step changes can be used and are within the scope of the present invention.

残油を正確に分析できる特徴は、開示した方法が与え
る従来技術と比べて一層重要な利点の1つである。しか
し、ボレットほかの従来技術と比較して本方法に若干の
他の利点がある、すなわち: − 2操作の代りに単に1段階操作が使用され、この方
法を簡単にする。
The ability to accurately analyze residual oils is one of the more important advantages of the disclosed method over the prior art. However, there are some other advantages of this method compared to the prior art of Borette et al .:-Instead of two operations, only one-stage operation is used, simplifying the method.

− 芳香族炭化水素が縮合芳香族環の数により分離さ
れ、従って追加の組成情報を与える。
-Aromatic hydrocarbons are separated by the number of fused aromatic rings, thus providing additional compositional information.

− 記載した新検出配列が各化合物型に対する応答因子
を得ることを必要とすることなく油成分の定量化を可能
にする。
The new detection sequences described allow the quantification of the oil component without having to obtain a response factor for each compound type.

前記精製または品質改善法(すなわち、蒸留、溶媒精
製および接触分解またはコーキング)のそれぞれにおい
て、このクロマトグラフの方法および装置を炭化水素ま
たは他の物質の個々の型の許容できない水準の検出に使
用でき、そのような検出に基き、望ましくない炭化水素
または他の物質の水準を許容できない水準以下に低下さ
せるためにプロセスの運転および(または)プロセスに
関連する段階を調節することができる信号が誘導または
生成される。従って、前記方法のそれぞれを順次参照し
て、以下は本発明によって達成される主目的および方法
である: (1) 蒸留 アスファルテン物質(以下簡潔のために「アスファル
テン」と称する)を含む炭化水素フィードの蒸留におい
て、多くの因子が留出物留分殊に軽油留分中へのアスフ
ァルテンの過剰量のエントレインメントまたはキャリオ
ーバーを生ずることができる。そのような因子には過剰
のストリッピング蒸留速度;ボトム再循環流に対する過
度に高い熱入力;過度に高いフィード速度が含まれる
が、しかしそれらに限定されない。
In each of the foregoing purification or quality improvement methods (ie, distillation, solvent purification and catalytic cracking or coking), this chromatographic method and apparatus can be used to detect unacceptable levels of individual types of hydrocarbons or other substances. Based on such detection, a signal may be induced or adjusted that may adjust the operation of the process and / or the steps associated with the process to reduce undesired levels of hydrocarbons or other substances below unacceptable levels. Generated. Thus, referring sequentially to each of the foregoing methods, the following are the primary objects and methods achieved by the present invention: (1) Distilled hydrocarbon feed comprising asphaltene material (hereinafter referred to for short as "asphalten"). A number of factors can cause excessive entrainment or carryover of asphaltenes in distillate fractions, especially gas oil fractions, in the distillation of distillates. Such factors include, but are not limited to, excessive stripping distillation rates; excessively high heat input to the bottom recycle stream; excessively high feed rates.

留出物中の過剰アスファルテンの存在は通常留出物の
品質および(または)その以後の使用に有害であるの
で、開示した装置および方法の過剰アスファルテンの検
出に対する利用は蒸留塔の運転の最適化に前進する重要
な段階を意味する。
Since the presence of excess asphaltenes in the distillate is usually detrimental to the quality of the distillate and / or its subsequent use, the use of the disclosed apparatus and method for detecting excess asphaltenes optimizes the operation of the distillation column. Means an important step forward.

この観点によれば、蒸留塔からの軽油の0.4mg試料が
適当な標準温度(例えば25℃)で弁13を経て第2図の装
置中へ注入され、第2および第3図に関して記載したク
ロマトグラフにかけられる。アスファルテンは高極性で
あり、軽油試料中のそれらの濃度は強溶媒による溶出の
間のUV振動子強度曲線(例えば第3図の点38〜42の間)
の下の面積から容易に確認することができる。UV振動子
強度の下の面積は、それを行なうためのよく知られた常
法により決定され、面積が許容できる面積を越える場合
に蒸留塔中のアスファルテンエントレインメントを低下
させる1つまたはそれ以上の公知手段を実行することが
できる。塔に対するフィード速度を低下することは通常
望ましくないので、初めに使用できる手段はストリッピ
ング蒸気の速度を低下することである。塔に対する熱入
力の低下は、当業者に知られるように、フィード温度よ
りはむしろボトム還流温度の温度を上げることにより補
ってアスファルテンキャリオーバーを調整することがで
きる。開示したクロマトグラフ法により決定されたアス
ファルテンによる蒸留塔の運転の調整は手動調整によ
り、クロマトグラフの出力に基いて作業員により、また
は自動的にクロマトグラフの出力を基にして、行なうこ
とができる。
In accordance with this aspect, a 0.4 mg sample of gas oil from the distillation column is injected at a suitable standard temperature (eg, 25 ° C.) via valve 13 into the apparatus of FIG. 2 and the chromatographic method described with respect to FIGS. Hang on the graph. Asphaltenes are highly polar and their concentration in gas oil samples is dependent on the UV oscillator strength curve during elution with strong solvents (eg, between points 38-42 in FIG. 3).
It can be easily confirmed from the area under. The area under the UV oscillator strength is determined by well-known routines for doing so, and one or more that reduce asphaltene entrainment in the distillation column if the area exceeds an acceptable area. Known means can be implemented. The first available measure is to reduce the speed of the stripping steam, since reducing the feed rate to the column is usually undesirable. The reduced heat input to the column can be compensated for by adjusting the asphaltene carryover by increasing the bottom reflux temperature rather than the feed temperature, as known to those skilled in the art. Adjustment of the operation of the distillation column by asphaltenes as determined by the disclosed chromatographic method can be performed by manual adjustment, by an operator based on the output of the chromatograph, or automatically based on the output of the chromatograph. .

(2) 溶媒精製 溶媒精製においてフィード原料が、フィード中の物質
の特定型に対し選択的溶解力または親和力を有する溶媒
に密接に接触され、生じた溶液が残留ラフィネートから
分離される。溶媒脱歴において、アスファルテン物質
(以下簡潔のためにアスファルテンと称する)を含むフ
ィードを非アスファルテンと完全に混和性であるが、し
かしアスファルテンと非混和性である短鎖n−パラフィ
ン例えばn−プロパンと混合し、それによりアスファル
テンが第2の重質相を形成し、適当な分離法例えばデカ
ンテーションにより除去することができる。脱歴操作が
有効装置中で生ずる溶媒−油溶液からのアスファルテン
の分離に対する過度に高い速度で行なわれるとアスファ
ルテンが脱歴溶液中にエントレインされる。
(2) Solvent Purification In solvent purification, the feed material is brought into intimate contact with a solvent that has a selective solubility or affinity for a particular type of material in the feed, and the resulting solution is separated from residual raffinate. In solvent deprivation, a feed containing an asphaltenic substance (hereinafter referred to as asphaltenes for brevity) is mixed with a short-chain n-paraffin, such as n-propane, which is completely miscible with non-asphaltene but immiscible with asphaltenes Mixing, whereby the asphaltenes form a second heavy phase, which can be removed by a suitable separation method such as decantation. If the deasphalting operation is performed at an excessively high rate for the separation of asphaltenes from the solvent-oil solution occurring in the effective apparatus, asphaltenes will be entrained in the deasphalting solution.

脱歴溶液のアスファルテン含量をモニターするため、
脱歴溶液の試料を適当な標準温度で、第2図に関して記
載した型のクロマトグラフ装置に通し、強溶媒による溶
出の間のUV振動子強度曲線の下の面積(第3図中の点38
〜40の曲線31の下の面積に相当する)を任意の公知技術
により検定する。面積がエントレインしたアスファルテ
ンの許容できる量を示す面積を越えるならば、フィード
速度を手動介入によるかまたは自動的に、許容できるア
スファルテントレインメント水準に達するまで低下させ
る。
To monitor the asphaltene content of the dehistory solution,
A sample of the dehistory solution was passed through a chromatographic apparatus of the type described with reference to FIG. 2 at the appropriate standard temperature, and the area under the UV oscillator intensity curve during elution with strong solvent (point 38 in FIG. 3).
(Corresponding to the area under curve 31 of ~ 40) is assayed by any known technique. If the area exceeds the area indicating an acceptable amount of entrained asphaltenes, the feed rate is reduced, either manually or automatically, until an acceptable asphalt tent level is reached.

(3) 接触分解フィードの調製〔および(または)軽
油の品質改善〕 殊に接触分解フィード原料、および一般に軽油、は種
々の割合の1つまたはそれ以上の芳香族環を含む分子お
よびまたは極性分子を含む。多芳香族分子はそれが接触
分解装置を通る間の分解に耐える傾向があり、従って分
解生成物中に濃縮される傾向があり、一方極性分子は分
解の間に分解して比較的大きい炭素質析出物を触媒上に
与え、それにより後者の触媒活性を損なう傾向がある。
さらに、軽油および他の多環芳香族構造を含む留分は、
燃焼するとき煙を生ずる傾向があり、少くとも前記考慮
のために軽油および他の炭化水素留分中の多芳香族分子
および極性分子の水準を制御できることが望ましい。
(3) Preparation of the catalytic cracking feed [and / or improvement of the quality of the gas oil] In particular, the catalytic cracking feed material, and generally the gas oil, comprises molecules and / or polar molecules containing various proportions of one or more aromatic rings. including. Polyaromatic molecules tend to withstand decomposition while passing through the catalytic cracker, and thus tend to be enriched in decomposition products, while polar molecules decompose during decomposition to form relatively large carbonaceous materials. There is a tendency for deposits to be deposited on the catalyst, thereby impairing the latter's catalytic activity.
In addition, fractions containing gas oil and other polycyclic aromatic structures are:
It is desirable to be able to control the levels of polyaromatic and polar molecules in gas oils and other hydrocarbon distillates, which tend to produce smoke when combusted and at least for the above considerations.

留出物留分例えば軽油中のアスファルテン、樹脂およ
び多芳香族環分子の濃縮を制御できる1つの方法は蒸留
の間の留分のカットボイントを制御することであり、こ
れを行なう方法は蒸留に関連して既に記載した。蒸留装
置からの留出物留分中のアスファルテンおよび多芳香環
の濃度が、記載したクロマトグラフ装置および方法を用
いて所望最大濃度を越えることが認められたとき、アス
ファルテンおよび多芳香族環分子のUV吸収特性およびそ
れらの過剰濃度を示す信号が誘導され、そのような分子
の濃度が留出物留分中に許容できる水準に低下するまで
蒸留装置の運転の制御に使用される。
One way in which the enrichment of distillate fractions, such as asphaltenes, resins and polyaromatic ring molecules in gas oil, can be controlled is to control the cut points of the fraction during distillation, and the way to do this is to It has already been described in connection with it. When the concentration of asphaltenes and polyaromatic rings in the distillate fraction from the distillation apparatus is found to exceed the desired maximum concentration using the described chromatographic apparatus and methods, the asphaltene and polyaromatic ring molecules are identified. Signals indicative of UV absorption properties and their excess concentrations are derived and used to control the operation of the distillation apparatus until the concentration of such molecules falls to acceptable levels in the distillate fraction.

接触分解の関係において、分解生成物中に濃縮される
芳香族分子(多芳香族分子を含む)の傾向を低下する1
つの方法は、生ずるナフテン構造(すなわちシクロパラ
フィン構造)が比較的速やかに分解するのでそれらを水
素化することである。水素化もまた極性化合物の濃度を
低下する傾向がある。水素化は適当な水素化触媒、例え
ば低酸性担体例えばアルミナ上の第VIおよびVII族の金
属の組合せ(例えばMoおよびCo)により促進される。
In the context of catalytic cracking, it reduces the tendency of aromatic molecules (including polyaromatic molecules) to be enriched in decomposition products1
One method is to hydrogenate the resulting naphthene structures (ie, cycloparaffin structures) as they decompose relatively quickly. Hydrogenation also tends to reduce the concentration of polar compounds. Hydrogenation is promoted by a suitable hydrogenation catalyst, such as a combination of Group VI and VII metals on a low acidic support such as alumina (eg, Mo and Co).

相対関係において、水素は高価な商品であり、従っ
て、経済的見地から水素化が許容できる品質の分解生成
物の生成を生ずる炭化水素物質の選択割合のみを水素化
することが非常に望ましい。水素化される割合は所望割
合を水素化装置に向かわせまたはフィードをすべて水素
化装置に通して水素化条件を変えて所望割合の水素化を
行なうか、あるいは前記手段の両方を適当な程度に組合
せることにより選択することができる。一般的に言え
ば、多芳香族分子の接触水素化処理が水素化処理当り一
度に分子中の芳香族環の1つのみの水素化を生ずる。水
素化された環は接触分解装置を通ると分解され、生じた
1つ少ない芳香族環を有する分子は分解生成物中の処理
困難な芳香族分子の含量が許容できる水準に低下される
までさらに水素化され、それぞれ以後の接触分解装置の
通過における追加飽和芳香族環の分解を容易にすること
ができる。
In relative terms, hydrogen is an expensive commodity, and it is therefore highly desirable to hydrogenate only a select proportion of the hydrocarbon materials which, from an economic standpoint, result in the formation of cracking products of acceptable quality. The proportion to be hydrogenated may be directed to the hydrogenation unit, or the entire feed may be passed through the hydrogenation unit to vary the hydrogenation conditions to achieve the desired ratio of hydrogenation, or both of the above means may be used to an appropriate degree. It can be selected by combining. Generally speaking, catalytic hydrogenation of polyaromatic molecules results in hydrogenation of only one of the aromatic rings in the molecule at a time per hydrogenation. The hydrogenated ring is decomposed by passing through a catalytic cracker, and the resulting molecule having one less aromatic ring is further decomposed until the content of difficult-to-process aromatic molecules in the decomposition product is reduced to an acceptable level. It can be hydrogenated to facilitate cracking of additional saturated aromatic rings in each subsequent pass through the catalytic cracker.

極性分子の接触水素化はまた炭化水素留分の品質をそ
の以後の使用、例えば接触分解、に適する水準に高める
ために必要な程度実施される。
Catalytic hydrogenation of polar molecules is also performed to the extent necessary to increase the quality of the hydrocarbon cut to a level suitable for subsequent use, for example, catalytic cracking.

例として、次に第5図について説明すると、それはブ
ロック化学工学工程系統図においてプロセス制御を具体
化する接触水素化処理装置50の主要特徴を示す。この限
定的でない例において、装置は接触分解装置フィード原
料の品質を高めるためであるが、しかしそれが他の目的
に対するフィード原料の品質を高めるために使用できる
ことは当業者により認められよう。
By way of example, reference is now made to FIG. 5, which illustrates the key features of a catalytic hydrotreater 50 that embodies process control in a block chemical engineering flow diagram. In this non-limiting example, the apparatus is to upgrade the catalytic cracker feedstock, but it will be recognized by those skilled in the art that it can be used to upgrade the feedstock for other purposes.

未処理フィード(例えば減圧蒸留塔からの軽油)はラ
イン51を経てサンプリング点52に進み、そこで主流がラ
イン53を経て接触水素化設備、以下簡潔のために「ハイ
ドロトリーター」54と称す、に進む。あるいはハイドロ
トリーター54をライン59を経て去り、接触分解装置(図
示せず)へライン60を経て進む生成物をライン57および
弁56を経てサンプリングすることができる。
The untreated feed (eg, gas oil from a vacuum distillation column) proceeds via line 51 to a sampling point 52 where the main stream proceeds via line 53 to a catalytic hydrogenation facility, hereinafter referred to as “hydrotreater” 54 for brevity. . Alternatively, the hydrotreater 54 may leave via line 59 and the product passing via line 60 to a catalytic cracker (not shown) may be sampled via line 57 and valve 56.

特に第2図に関して記載した型の装置を具体化する自
動高速液体クロマトグラフ(HPLC)分析および制御装置
61がライン55からの未処理フィードまたはライン57から
の処理フィードの試料を分析し、水素化処理装置50の運
転をライン60中のフィードが許容できる品質を有するよ
うに調整する。用いた試料はライン62を経て排出され
る。
An automatic high performance liquid chromatograph (HPLC) analysis and control device embodying a device of the type described in particular with respect to FIG.
61 analyzes a sample of the raw feed from line 55 or the processed feed from line 57 and adjusts the operation of hydrotreater 50 so that the feed in line 60 is of acceptable quality. The used sample is discharged via a line 62.

HPLC装置61は少くとも次の(とりわけ)調整効果を有
する: (a)ハイドロトリーターを通るフィードの流量および
それによる滞留時間または空間速度; (b)水素制御装置63により決定されるハイドロトリー
ター54中の水素とフィードとの比。既に記載したように
水素は比較的高価であり、経済バランスを水素使用のコ
ストと水素化されたフィード原料の増大価値との比較に
より見つけることが好ましい。水素制御装置63はこの経
済バランスの達成における役割を果たす。
The HPLC device 61 has at least the following (among others) regulating effects: (a) the flow rate of the feed through the hydrotreater and therefore the residence time or space velocity; (b) in the hydrotreater 54 determined by the hydrogen control device 63 Ratio of hydrogen to feed. As already mentioned, hydrogen is relatively expensive and it is preferred to find an economic balance by comparing the cost of using hydrogen with the increased value of the hydrogenated feedstock. The hydrogen controller 63 plays a role in achieving this economic balance.

(c)温度制御装置64により決定されるハイドロトリー
ター54の運転温度。高運転温度は接触分解装置の活性を
低下する傾向がある極性分子中のヘテロ原子(例えば窒
素)の除去を高め、一方低運転温度は含まれる分子中の
芳香族環の飽和を増大する。経済バランスを、低下した
極性分子含量の処理されたフィード原料の価値と低飽和
芳香族環含量の処理されたフィード原料の価値との間に
見つけるべきである。温度制御装置64はこの全体のバラ
ンスの達成に役割を果たす。
(C) The operating temperature of the hydrotreater 54 determined by the temperature controller 64. High operating temperatures increase the removal of heteroatoms (eg, nitrogen) in polar molecules that tend to reduce the activity of the catalytic cracker, while lower operating temperatures increase the saturation of aromatic rings in the molecules involved. An economic balance should be found between the value of the treated feed with reduced polar molecular content and the value of the treated feed with low saturated aromatic ring content. Temperature controller 64 plays a role in achieving this overall balance.

フィード速度、水素制御装置63および温度制御装置64
のそれぞれの調節はそれぞれ手動操作または自動操作あ
るいは手動および自動操作の組合せにより、調整するこ
とができる。1つまたはそれ以上の調節の自動制御が使
用されるとき、制御は普通の型のコンピューター(図示
せず)によることができる。装置50の運転の一部または
全部を管理するための制御コンピューターに対する適当
なプログラムは適格プログラマーにより案出されること
ができる。制御コンピューターもそのソフトウェアも、
ともに現在の技術状態内にあり、ともに特許請求の範囲
により示される本発明に直接密接な関係がないので記載
しない。
Feed speed, hydrogen controller 63 and temperature controller 64
Can be adjusted by manual operation or automatic operation or a combination of manual and automatic operation, respectively. When automatic control of one or more adjustments is used, control can be by means of a conventional type of computer (not shown). A suitable program for the control computer to manage some or all of the operation of the device 50 can be devised by a qualified programmer. The control computer and its software,
Both are within the current state of the art and are not described as they do not have a direct bearing on the invention as set forth in the appended claims.

接触水素化処理装置50の運転が、次に殊に減圧蒸留塔
(図示せず)から得られたフィードからの品質改善され
た接触分解装置フィード原料の調製に関して記載され
る。
The operation of the catalytic hydrotreater 50 will now be described with particular reference to the preparation of an improved catalytic cracker feedstock from feed obtained from a vacuum distillation column (not shown).

ライン51中の組フィードは初めに少くとも主部分がラ
イン53を経てハイドロトリーターに、次いでライン59を
経て接触分解装置フィードライン60に通される。ライン
55中のフィードおよびライン57中の生成物が定期的(例
えば1回毎60分)かつ択一的にHPLC装置61に通され、そ
の中で飽和炭化水素、単および多芳香族環分子並びに極
性分子(後者はヘテロ原子例えば窒素および酸素を含
む)について分析される。HPLC装置61による分析は一般
に、また第2および3図に関して特定的に記載した方法
で行なわれる。装置61における分析から粗フィードの組
成を示す信号が信号ライン67および68中に誘導される。
The braided feed in line 51 is first passed at least a major portion to the hydrotreater via line 53 and then to the catalytic cracker feed line 60 via line 59. line
The feed in 55 and the product in line 57 are passed periodically (e.g., once every 60 minutes) and alternatively through an HPLC apparatus 61 in which saturated hydrocarbons, mono- and polyaromatic ring molecules and polar Molecules (the latter containing heteroatoms such as nitrogen and oxygen) are analyzed. Analysis by HPLC apparatus 61 is generally performed in the manner specifically described with respect to FIGS. From the analysis in device 61, signals indicative of the composition of the coarse feed are derived in signal lines 67 and 68.

フィードに関する情報はハイドロトリーター中の流
量、温度および水素圧の最良評価条件の調節に「フィー
ドフォアード」制御意図で使用できる。
Information about the feed can be used with "feed-forward" control intent to adjust the best conditions for flow rate, temperature and hydrogen pressure in the hydrotreater.

ライン59中の生成物が多環芳香族分子および極性分子
の許容できない高い含量を有すれば水素制御装置63が、
制御コンピューターから信号ライン69を経て与えられる
装置63に対するプログラム化コスト束縛信号を受けるハ
イドロトリーター54中の水素の分圧および水素と粗フィ
ードとの比を高めるように作用する。
If the product in line 59 has an unacceptably high content of polycyclic aromatic and polar molecules, hydrogen controller 63
It acts to increase the partial pressure of hydrogen and the ratio of hydrogen to crude feed in the hydrotreater 54 which receives a programmed cost constraint signal for the device 63 provided via the signal line 69 from the control computer.

温度制御装置64の普通の調節は芳香族核の飽和に適す
るもの、すなわち約300〜510℃の範囲内の比較的低い水
素化処理温度である。しかし普通の調節は信号ライン70
を経て温度制御装置64に達する制御コンピューターから
の信号により調節され、粗フィードのヘテロ原子含量
(すなわち極性分子含量)を粗フィード中の芳香族環の
飽和の許容できる水準に相応する許容できる水準に低下
するために水素化処理温度を高める。
A common adjustment for the temperature controller 64 is one suitable for the saturation of the aromatic nuclei, i.e., a relatively low hydroprocessing temperature in the range of about 300-510C. But the usual adjustment is signal line 70
Via the control computer reaching the temperature controller 64 via the controller to adjust the heteroatom content (ie polar molecule content) of the crude feed to an acceptable level corresponding to an acceptable level of aromatic ring saturation in the crude feed. Increase the hydrotreating temperature to lower.

弁56の調節はヒトの介入により、または分析される流
れおよび頻度に対する制御コンピューター(信号ライン
71)からの信号により変えることができる。
Adjustment of valve 56 may be performed by human intervention or by a control computer (signal line) for flow and frequency to be analyzed.
It can be changed by the signal from 71).

開示した方法の若干の追加の例示が次に次の制限的で
ない実施例中に与えられる。
Some additional illustrations of the disclosed method are then given in the following non-limiting examples.

実施例1 潤滑油ベース原料の製造 潤滑油ベース原料の製造における目的は主に高粘度指
数を含む良好な潤滑性を有するフィード原料から分子を
分離することである。飽和炭化水素および1環を越えな
い芳香族が最も望ましい。ブライトストックとして知ら
れる型の重質潤滑油原料の製造における2つの重要な段
階は:減圧残油をプロパンで脱歴して脱歴油を生成させ
ることおよび脱歴油から極性溶媒例えばフェノールによ
り縮合環芳香族炭化水素および樹脂を抽出してラフィネ
ートを生成させることである。第1段階中に生じたアス
ファルテンおよび第2段階中に生じた芳香族に富む抽出
物は副生物であり、他の用途を有する。記載したHPLC技
術を用いて各流れの分子組成をモニターし、分子組成に
基ずく品質仕様内のラフィネートの最高収率を達成する
プロセス条件を調整する。
Example 1 Production of Lubricating Oil-Based Feedstock The purpose in the production of lubricating oil-based feedstock is mainly to separate molecules from feedstocks having good lubricity, including high viscosity index. Saturated hydrocarbons and aromatics not exceeding one ring are most desirable. Two important steps in the manufacture of heavy lubricating oil feedstocks of the type known as bright stock are: de-residing the vacuum resid with propane to produce a de-history oil and condensing the de-histored oil with a polar solvent such as phenol Extracting the ring-aromatic hydrocarbon and the resin to produce a raffinate. The asphaltenes produced during the first stage and the aromatic-rich extracts produced during the second stage are by-products and have other uses. Monitor the molecular composition of each stream using the described HPLC technique and adjust the process conditions to achieve the highest yield of raffinate within quality specifications based on the molecular composition.

各プロセス流の試料を得て第2および3図の説明に従
って分析した。蒸発光散乱検出器を用いた。それは減圧
軽油の既知濃度に対するそのピーク応答を測定すること
によりそれが式(2)および(3)により線状化され
た。保持時間限界がモデル成分により規定される各成分
の積分水準が表3中に全試料の重量%に換算して示され
る。
Samples of each process stream were obtained and analyzed as described in FIGS. An evaporative light scattering detector was used. It was linearized according to equations (2) and (3) by measuring its peak response to known concentrations of vacuum gas oil. The retention level limit is defined by the model components. The integration level of each component is shown in Table 3 in terms of% by weight of all the samples.

データの観察はプロセス変更を示唆し、それは潤滑油
ベース原料の製造における当業者により明らかであろ
う。脱歴段階から拒否されたアスファル流は15.7%の飽
和炭化水素を含有する。これらの若干またはすべては脱
歴装置中の温度の低下および処理比(すなわち溶媒対フ
ィード原料比)の増大により脱歴油中に含ませることが
できよう。脱歴油は3環および4環芳香族炭化水素を含
み、それは検出限界以下であり、しかしそれは抽出物中
に濃縮される。抽出段階はラフィネートからの2環、3
環および4環芳香族炭化水素の除去に有効であったが、
微量の樹脂(極性化合物)が残留し、若干の飽和炭化水
素もまた除去された。この分離の選択性は例えば処理比
の増大により改善できよう。プロセス変更は、変更させ
るコスト対改良生成物品質または量における利益をバラ
ンスさせることによりなされると思われる。
Observation of the data suggests a process change, which will be apparent to those skilled in the manufacture of lubricating oil-based feedstocks. The asphalt stream rejected from the de-history stage contains 15.7% saturated hydrocarbons. Some or all of these could be included in the de-historized oil by lowering the temperature in the de-historizer and increasing the treatment ratio (ie, solvent to feed ratio). De-historic oil contains 3- and 4-ring aromatic hydrocarbons, which are below the detection limit, but which are concentrated in the extract. The extraction step consists of two rings from the raffinate, three
Although it was effective in removing ring and 4-ring aromatic hydrocarbons,
Traces of resin (polar compounds) remained, and some saturated hydrocarbons were also removed. The selectivity of this separation could be improved, for example, by increasing the throughput. Process changes are likely to be made by balancing the cost of the change versus the benefit in improved product quality or quantity.

実施例2 接触分解フィード原料の製造 重質減圧軽油および重質コーカー軽油はそれぞれ減圧
蒸留およびフルードコーキング法により製造される。こ
れらの流れは有効接触分解に対して硫黄、窒素、3+環
芳香族炭化水素および極性化合物が高すぎると認められ
る。従って、それらを混合し、それらを順次2反応器に
通す水素化処理法にかける。両反応器は市販Co−Moアル
ミナ水素化処理触媒を充填される。フィードは水素ガス
と1200psi(8278kPa)の分圧で混合され、平均床温度は
705゜F(373.9℃)である。滞留時間は各反応器中で約2
2分である。
Example 2 Production of Catalytic Cracking Feed Material Heavy vacuum gas oil and heavy coker gas oil are produced by vacuum distillation and fluid coking, respectively. These streams are found to be too high in sulfur, nitrogen, 3+ ring aromatics and polar compounds for effective catalytic cracking. Thus, they are mixed and subjected to a hydrotreating process in which they are sequentially passed through two reactors. Both reactors are charged with a commercial Co-Mo alumina hydrotreating catalyst. The feed is mixed with hydrogen gas at a partial pressure of 1200 psi (8278 kPa) and the average bed temperature is
705 ° F (373.9 ° C). Residence time is approximately 2 in each reactor
2 minutes.

フィードの分子組成を第1反応器および第2直列反応
器の生成物と本発明のHPLC法により比較する。分離は第
2および3図に関連して記載した方法により行なわれ
る。検出器はUVダイオードアレイ分光光度計である。積
分振動子強度は前記式(1)におけるように計算され、
第1図の相関により芳香族炭素の重量%に変換される。
各流の組成は表4中に与えられる。フィード原料が各反
応器を横切って品質改善されることが明らかである。基
本的品質改善は3+環芳香族炭化水素および極性化合物
の含量に生じ、それは出発水準の約1/2にすぎない。1
環および2環芳香族炭化水素が多核芳香族炭化水素の水
素化により生成される。
The molecular composition of the feed is compared to the products of the first and second series reactors by the HPLC method of the present invention. The separation is effected by the method described in connection with FIGS. The detector is a UV diode array spectrophotometer. The integrated oscillator strength is calculated as in equation (1) above,
It is converted to the weight percent of aromatic carbon by the correlation shown in FIG.
The composition of each stream is given in Table 4. It is clear that the feedstock is upgraded across each reactor. Basic quality improvement results in the content of 3+ ring aromatic hydrocarbons and polar compounds, which is only about 1/2 of the starting level. 1
Ring and bicyclic aromatic hydrocarbons are produced by hydrogenation of polynuclear aromatic hydrocarbons.

表4中の有効な情報はプロセスの調整に使用できる。
3+環芳香族炭化水素プラス極性化合物の生成物水準
が、良好な接触分解フィード原料を与えるために決定さ
れた調節点以下であれば、プラント運転員は例えば両反
応器を通る滞留時間の低下または第2反応器の全くのバ
イパスのいずれかを決定することができる。制御の他の
普通の方法は水素分圧または温度あるいはその両方を変
えることであろう。
The useful information in Table 4 can be used to adjust the process.
If the product level of the 3+ ring aromatic hydrocarbon plus polar compound is below the control point determined to provide a good catalytic cracking feed, the plant operator can, for example, reduce the residence time through both reactors or Either of the total bypass of the second reactor can be determined. Another common method of control would be to change the hydrogen partial pressure and / or temperature.

特許請求の範囲に記載される本発明は開示した特定態
様に制限されない。さらに1態様に関連して記載された
特徴は特許請求の範囲に記載される発明から逸脱するこ
となく他の態様で用いることができる。さらに、積分振
動子強度を誘導する開示したUV検出技術はHPLC中に単独
で、存在する芳香族炭素の水準の測定に、または質量感
受性測定技術と組合せて(少くとも弱および強溶離溶媒
を用いて)油試料中の飽和炭化水素、芳香族炭化水素お
よび極性化合物の水準の測定に使用できる。
The invention described in the claims is not limited to the particular embodiments disclosed. Furthermore, features described in connection with one aspect may be used in other aspects without departing from the invention as set forth in the claims. In addition, the disclosed UV detection technique to derive integrated oscillator strength can be used alone in HPLC, to determine the level of aromatic carbon present, or in combination with mass sensitive measurement techniques (using at least weak and strong elution solvents). T) can be used to measure the levels of saturated hydrocarbons, aromatic hydrocarbons and polar compounds in oil samples.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

本発明の説明に例として参照される図面中、 第1図はNMRによる種々の炭化水素油試料中の芳香族炭
素(重量%)(横軸)対積分振動子強度から導出された
溶離剤中の予想全芳香族炭素(重量%)の回帰分析グラ
フであり; 第2図は本発明の方法を実施する1方法により使用され
る装置の1形態を示す略線図であり; 第3図は第2図の装置を用いて行なった分析に対する縦
軸上の組成データ対横軸上の時間を示すグラフであり; 第4図はグラフ(a)、(b)および(c)中に、ボレ
ットほかによりジャーナル・オブ・クロマトグラフィー
(1981)、206、289〜300中に記載された方法の繰返し
の間に回収された溶離剤の吸光度対時間を示し; 第5図は調整装置が本発明の方法を実施する1方法によ
り使用される装置を具体化する方法およびその調整装置
の化学工学フローシートである。
In the drawings, which are referred to by way of example in the description of the invention, FIG. 1 shows the eluent derived from the aromatic carbon (wt%) (horizontal axis) versus the integrated oscillator strength in various hydrocarbon oil samples by NMR. FIG. 2 is a regression analysis graph of the expected total aromatic carbon (% by weight) of FIG. 2; FIG. 2 is a schematic diagram showing one embodiment of an apparatus used by one method for practicing the method of the present invention; FIG. 4 is a graph showing composition data on the vertical axis versus time on the horizontal axis for an analysis performed using the apparatus of FIG. 2; FIG. 4 shows borettes in graphs (a), (b) and (c). 5 shows the absorbance vs. time of the eluent recovered during a repetition of the method described in the Journal of Chromatography (1981), 206 , 289-300; FIG. A method embodying the apparatus used by one method of performing the method and the method It is a chemical engineering flow sheet of the adjusting device.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 30/88 G01N 30/74 JICSTファイル(JOIS) WPI(DIALOG)Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01N 30/88 G01N 30/74 JICST file (JOIS) WPI (DIALOG)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】石油炭化水素フィードを接触分解により精
製または品質改善する方法であって、プロセス中に生じ
た炭化水素油の試料をそれぞれ (a)炭化水素油と担体相との混合物を第1時間間隔に
わたりクロマトグラフ固定相に接触させて通し、前記炭
化水素油の成分を前記固定相上に保持させる段階; (b)段階(a)後、前記油の種々の保持された成分を
前記固定相から異なる時間間隔で溶出させるために移動
相を第2時間間隔にわたり前記固定相に接触させて通
し、固定相に接触した移動相を固定相から溶出した成分
とともに回収する段階; (c)回収した移動相を、少くとも一部分が約200〜約4
00nmの範囲内にある波長範囲を有するUV光で、回収した
移動相中の回収された成分が前記照射にさらされる十分
な時間期間にわたり照射する段階、前記移動相は前記波
長範囲内のUV光に対して実質的に透明である; (d)前記照射された成分による前記UV光の吸光度を前
記波長範囲にわたってモニターし、吸光度の積分を光子
エネルギーの関数として前記波長範囲にわたって得る段
階;および (e)前記の得られた積分の大きさを、1つまたはそれ
以上の成分の溶出に相当する少くとも1つの選んだ時間
の間測定する段階、 を含む炭化水素油のクロマトグラフ分析によりクロマト
グラフ的に分析して、油中の少くとも1成分の存在水準
を決定し、該少くとも1成分について決定した存在水準
に基づいてプロセスの操作を制御する、前記方法。
1. A method for refining or upgrading a petroleum hydrocarbon feed by catalytic cracking, wherein a sample of the hydrocarbon oil produced during the process is: Contacting and passing a chromatographic stationary phase over a time interval to retain the components of the hydrocarbon oil on the stationary phase; (b) after step (a), fixing the various retained components of the oil to the stationary phase Passing the mobile phase through the stationary phase for a second time interval to elute from the phase at different time intervals, and recovering the mobile phase in contact with the stationary phase along with components eluted from the stationary phase; (c) recovery Mobile phase, at least partially from about 200 to about 4
Irradiating with a UV light having a wavelength range in the range of 00 nm for a sufficient time period that the recovered components in the recovered mobile phase are exposed to said irradiation, said mobile phase being a UV light in said wavelength range. (D) monitoring the absorbance of the UV light by the illuminated component over the wavelength range and obtaining an integral of the absorbance over the wavelength range as a function of photon energy; and e) measuring the magnitude of the integral obtained above for at least one selected time period corresponding to the elution of one or more components, chromatographically by chromatographic analysis of a hydrocarbon oil comprising: Analyzing the presence level of at least one component in the oil and controlling the operation of the process based on the presence level determined for the at least one component.
【請求項2】前記プロセスの操作の制御が、前記少くと
も1成分の存在水準の値が予定値を越えないようにする
ことである、請求項(1)記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the control of the operation of the process is such that the value of the presence level of the at least one component does not exceed a predetermined value.
【請求項3】アスファルテン物質を含有する石油炭化水
素フィードを接触分解により精製または品質改善する方
法であって、沸騰範囲により成分に分離するために、該
フィードを温度および圧力勾配を有する分別装置に通
し、該成分は分別装置のそれぞれの領域から回収され、
かつ装置の軽油回収領域から回収される軽油沸騰範囲中
で沸騰する軽油成分を含み、軽油留分の不連続試料を間
隔をおいて回収軽油留分からとり、それぞれ (a)炭化水素油と担体相との混合物を第1時間間隔に
わたりクロマトグラフ固定相に接触させて通し、前記炭
化水素油の成分を前記固定相上に保持させる段階; (b)段階(a)後、前記油の種々の保持された成分を
前記固定相から異なる時間間隔で溶出させるために移動
相を第2時間間隔にわたり前記固定相に接触させて通
し、固定相に接触した移動相を固定相から溶出した成分
とともに回収する段階; (c)回収した移動相を、少くとも一部分が約200〜約4
00nmの範囲内にある波長範囲を有するUV光で、回収した
移動相中の回収された成分が前記照射にさらされる十分
な時間期間にわたり照射する段階、前記移動相は前記波
長範囲内のUV光に対して実質的に透明である; (d)前記照射された成分による前記UV光の吸光度を前
記波長範囲にわたってモニターし、吸光度の積分を光子
エネルギーの関数として前記波長範囲にわたって得る段
階;および (e)前記の得られた積分の大きさを、1つまたはそれ
以上の成分の溶出に相当する少くとも1つの選んだ時間
の間測定する段階、 を含む炭化水素油のクロマトグラフ分析により分析し、
各試料中に存在するアスファルテン物質の量を示す信号
を発生させ、軽油成分中の極性成分の量が予定量以下に
維持されるように分別装置の運転の調節に使用する、前
記方法。
3. A method for refining or upgrading a petroleum hydrocarbon feed containing asphaltene material by catalytic cracking, wherein said feed is separated into a fractionator having a temperature and pressure gradient in order to separate the feed into components by boiling range. Through which the components are recovered from respective areas of the fractionator,
In addition, discontinuous samples of the gas oil fraction containing gas oil components that boil in the gas oil boiling range recovered from the gas oil recovery area of the apparatus are taken from the recovered gas oil fraction at intervals, and (a) hydrocarbon oil and carrier phase, respectively. Contacting the mixture with a chromatographic stationary phase over a first time interval to retain the components of the hydrocarbon oil on the stationary phase; (b) after step (a), various retentions of the oil The mobile phase is passed through the stationary phase for a second time interval in order to elute the separated components from the stationary phase at different time intervals, and the mobile phase in contact with the stationary phase is recovered together with the components eluted from the stationary phase. (C) removing at least a portion of the recovered mobile phase from about 200 to about 4
Irradiating with a UV light having a wavelength range in the range of 00 nm for a sufficient time period that the recovered components in the recovered mobile phase are exposed to said irradiation, said mobile phase being a UV light in said wavelength range. (D) monitoring the absorbance of the UV light by the illuminated component over the wavelength range and obtaining an integral of the absorbance over the wavelength range as a function of photon energy; and e) measuring the magnitude of the integral obtained above for at least one selected time period corresponding to the elution of one or more components, and analyzing by chromatographic analysis of the hydrocarbon oil comprising: ,
The method as described above, wherein a signal is generated indicating the amount of asphaltenic material present in each sample and used to adjust the operation of the fractionator so that the amount of polar components in the gas oil component is maintained below a predetermined amount.
【請求項4】石油炭化水素フィードを接触分解により精
製または品質改善する方法であって、該フィードを、接
触分解装置に通して、品質改善された炭化水素物質を含
む分解生成物に転化し、接触分解装置に進むフィードの
不連続試料を間隔をおいてとり、それぞれ (a)炭化水素油と担体相との混合物を第1時間間隔に
わたりクロマトグラフ固定相に接触させて通し、前記炭
化水素油の成分を前記固定相上に保持させる段階; (b)段階(a)後、前記油の種々の保持された成分を
前記固定相から異なる時間間隔で溶出させるために移動
相を第2時間間隔にわたり前記固定相に接触させて通
し、固定相に接触した移動相を固定相から溶出した成分
とともに回収する段階; (c)回収した移動相を、少くとも一部分が約200〜約4
00nmの範囲内にある波長範囲を有するUV光で、回収した
移動相中の回収された成分が前記照射にさらされる十分
な時間期間にわたり照射する段階、前記移動相は前記波
長範囲内のUV光に対して実質的に透明である; (d)前記照射された成分による前記UV光の吸光度を前
記波長範囲にわたってモニターし、吸光度の積分を光子
エネルギーの関数として前記波長範囲にわたって得る段
階;および (e)前記の得られた積分の大きさを、1つまたはそれ
以上の成分の溶出に相当する少くとも1つの選んだ時間
の間測定する段階、 を含む炭化水素油のクロマトグラフ分析により分析し、
極性成分および少くとも3個の環を有する芳香族成分の
量を示す信号を発生させ、前記信号が予定量を越える該
少くとも3個の環を有する芳香族成分および極性成分の
量に相当したとき、および(または)相当しているとき
に、フィードを高品質フィードと混合し、または接触水
素化処理にかけ、あるいは混合および水素化処理の両方
を行ない、前記信号の大きさの増大および減少に応じ
て、前記接触水素化処理の強さをそれぞれ増大および減
少させる、前記方法。
4. A process for refining or upgrading a petroleum hydrocarbon feed by catalytic cracking, wherein the feed is passed through a catalytic cracking unit to convert the feed to cracked products containing the upgraded hydrocarbon material. Taking discontinuous samples of the feed going to the catalytic cracking unit at intervals; and (a) passing a mixture of a hydrocarbon oil and a carrier phase into contact with a chromatographic stationary phase for a first time interval; (B) after step (a), displacing the mobile phase with the second time interval to elute the various retained components of the oil from the stationary phase at different time intervals. Recovering the mobile phase in contact with the stationary phase together with the components eluted from the stationary phase; and (c) collecting at least a portion of the recovered mobile phase from about 200 to about 4
Irradiating with a UV light having a wavelength range in the range of 00 nm for a sufficient time period that the recovered components in the recovered mobile phase are exposed to said irradiation, said mobile phase being a UV light in said wavelength range. (D) monitoring the absorbance of the UV light by the illuminated component over the wavelength range and obtaining an integral of the absorbance over the wavelength range as a function of photon energy; and e) measuring the magnitude of the integral obtained above for at least one selected time period corresponding to the elution of one or more components, and analyzing by chromatographic analysis of the hydrocarbon oil comprising: ,
Generating a signal indicative of the amount of the polar component and the aromatic component having at least three rings, the signal corresponding to an amount of the aromatic component having at least three rings and the polar component exceeding a predetermined amount; When and / or when appropriate, the feed is mixed with a high quality feed, or subjected to catalytic hydrogenation, or both mixing and hydrotreating, to increase and decrease the magnitude of the signal. The method wherein the strength of the catalytic hydrotreating is respectively increased and decreased accordingly.
【請求項5】アスファルテン物質、少くとも3個の共役
芳香族環を含む芳香族成分、極性成分、および前記汚染
成分の少くとも2つを含む混合物から選ばれる望ましく
ない汚染成分を含む石油炭化水素フィードを接触分解に
より精製および品質改善する方法であって、選択的精製
剤の流れを選択精製条件で混合する段階、および生じた
混合物から、(i)低含量の極性成分および芳香族成分
を有する炭化水素ラフィネート流;および(ii)溶媒お
よび前記汚染成分の少くとも1つを含む混合物の流れを
別々に回収する段階を含み、ラフィネート流の不連続試
料を間隔をおいてとり、それぞれ (a)炭化水素油と担体相との混合物を第1時間間隔に
わたりクロマトグラフ固定相に接触させて通し、前記炭
化水素油の成分を前記固定相上に保持させる段階; (b)段階(a)後、前記油の種々の保持された成分を
前記固定相から異なる時間間隔で溶出させるために移動
相を第2時間間隔にわたり前記固定相に接触させて通
し、固定相に接触した移動相を固定相から溶出した成分
とともに回収する段階; (c)回収した移動相を、少くとも一部分が約200〜約4
00nmの範囲内にある波長範囲を有するUV光で、回収した
移動相中の回収された成分が前記照射にさらされる十分
な時間期間にわたり照射する段階、前記移動相は前記波
長範囲内のUV光に対して実質的に透明である; (d)前記照射された成分による前記UV光の吸光度を前
記波長範囲にわたってモニターし、吸光度の積分を光子
エネルギーの関数として前記波長範囲にわたって得る段
階;および (e)前記の得られた積分の大きさを、1つまたはそれ
以上の成分の溶出に相当する少くとも1つの選んだ時間
の間測定する段階、 を含む炭化水素油のクロマトグラフ分析により分析し、
汚染成分の量を示す信号を発生させ、これを直接または
間接に用いて、ラフィネート中の汚染成分の量が選んだ
量以下に維持されるように前記精製条件を変化させる、
前記方法。
5. A petroleum hydrocarbon comprising an asphaltenic substance, an aromatic component containing at least three conjugated aromatic rings, a polar component, and an undesirable contaminant selected from a mixture containing at least two of said contaminants. A process for purifying and upgrading a feed by catalytic cracking, comprising mixing a stream of selective purifying agent under selective purifying conditions and, from the resulting mixture, comprising (i) a low content of polar and aromatic components. (Ii) separately recovering a stream of a mixture comprising a solvent and at least one of said contaminant components, wherein a discrete sample of the raffinate stream is provided at each of: (a) A mixture of the hydrocarbon oil and the carrier phase is passed over the first time interval in contact with the chromatographic stationary phase to retain the components of the hydrocarbon oil on the stationary phase. (B) after step (a), passing a mobile phase into contact with the stationary phase for a second time interval to elute various retained components of the oil from the stationary phase at different time intervals. Recovering the mobile phase in contact with the stationary phase together with the components eluted from the stationary phase; (c) recovering at least a portion of the recovered mobile phase from about 200 to about 4
Irradiating with a UV light having a wavelength range in the range of 00 nm for a sufficient time period that the recovered components in the recovered mobile phase are exposed to said irradiation, said mobile phase being a UV light in said wavelength range. (D) monitoring the absorbance of the UV light by the illuminated component over the wavelength range and obtaining an integral of the absorbance over the wavelength range as a function of photon energy; and e) measuring the magnitude of the integral obtained above for at least one selected time period corresponding to the elution of one or more components, and analyzing by chromatographic analysis of the hydrocarbon oil comprising: ,
Generating a signal indicative of the amount of the contaminant, which is used, directly or indirectly, to vary the purification conditions such that the amount of the contaminant in the raffinate is maintained at or below the selected amount;
The method.
JP01120235A 1989-05-12 1989-05-12 Method and apparatus for chromatographic analysis of hydrocarbons, and hydrocarbon purification operations using the same Expired - Fee Related JP3090930B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01120235A JP3090930B2 (en) 1989-05-12 1989-05-12 Method and apparatus for chromatographic analysis of hydrocarbons, and hydrocarbon purification operations using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01120235A JP3090930B2 (en) 1989-05-12 1989-05-12 Method and apparatus for chromatographic analysis of hydrocarbons, and hydrocarbon purification operations using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02310469A JPH02310469A (en) 1990-12-26
JP3090930B2 true JP3090930B2 (en) 2000-09-25

Family

ID=14781192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP01120235A Expired - Fee Related JP3090930B2 (en) 1989-05-12 1989-05-12 Method and apparatus for chromatographic analysis of hydrocarbons, and hydrocarbon purification operations using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3090930B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02310469A (en) 1990-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3073757B2 (en) Chromatographic analysis of hydrocarbon oils
US5076909A (en) Method for refining or upgrading hydrocarbons with analysis
US4865746A (en) Chromatographic analysis of hydrocarbons
US10662384B2 (en) Methods for analyzing hydrocarbons and hydrocarbon blends for chemical compositions
Suatoni et al. Rapid hydrocarbon group-type analysis by high performance liquid chromatography
US9353317B2 (en) Hydrocarbon separation and analysis apparatus and methods
Bissada et al. Group-type characterization of crude oil and bitumen. Part II: Efficient separation and quantification of normal-paraffins iso-paraffins and naphthenes (PIN)
Ali et al. Application of high performance liquid chromatography for hydrocarbon group type analysis of crude oils
WO2012121804A4 (en) Hydrocarbon viscosity reduction method
Robbins Quantitative measurement of mass and aromaticity distributions for heavy distillates 1. Capabilities of the HPLC-2 system
WO2013070389A1 (en) Method for predicting sediment content of a hydroprocessed hydrocarbon product
Vela et al. Quantitative hydrocarbon group type analysis of petroleum hydroconversion products using an improved TLC-FID system
Drushel Sulfur compound type distributions in petroleum using an in-line reactor or pyrolysis combined with gas chromatography and a microcoulometric sulfur detector
Reddy et al. High-temperature simulated distillation GC analysis of petroleum resids and their products from catalytic upgrading over Co–Mo/Al2O3 catalyst
JP3090930B2 (en) Method and apparatus for chromatographic analysis of hydrocarbons, and hydrocarbon purification operations using the same
CA1324897C (en) Method and equipment for chromatographic analysis of hydrocarbons, and hydrocarbon refining operations using same
CA2313990C (en) Method for spectroscopic analysis of hydrocarbons, and hydrocarbon refining operations using same
Colin et al. Characterisation of heavy crude oils and petroleum residues-review of the results obtained by the ASVAHL analytical group
Pei et al. Hydrocarbon type separation of lubricating base oil in multigram quantity by preparative HPLC
DE68927133T2 (en) Chromatographic analysis of hydrocarbon oils
Lintelmann Petroleum and Coal. Heavy Oils (Natural and Refined)
Sharma et al. Analysis of insolubles of petroleum vacuum residues using TLC-FID
Crispin et al. Chromatographic methods in the separation of coal and oil products
Mendez et al. Physical and chemical characterization of petroleum products by GC-MS
Rashid et al. Chromatographic separation and characterization of mono-, di-and triaromatic hydrocarbons in gas oil

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees