刘雨淳


论文题目:磺酰化方法表征减压馏分油中的芳烃化合物

减压馏分油(VGO)是石油加工的重要中间产物,其中的芳烃化合物组成对后续催化裂化、加氢等工艺的效率和产品质量有着重要影响。然而,芳烃分子极性较弱,传统电喷雾电离(ESI)质谱难以直接检测,而大气压光致电离(APPI)虽对稠环芳烃响应较好,却对低缩合芳烃(如烷基苯、单环芳烃)存在明显的电离歧视。如何实现VGO中芳烃化合物、特别是低缩合芳烃的高效、高选择性表征,一直是石油分析化学的难点。

针对上述问题,本论文提出并建立了一种基于傅克磺酰化反应的化学衍生化新方法。该方法以苯磺酰氯为试剂、三氯化铝为催化剂,在温和条件下将芳烃分子转化为极性较强的砜类衍生物,从而显著提升其在正离子电喷雾电离源中的离子化效率,结合高分辨质谱(Orbitrap MS)实现芳烃的分子水平定性分析。实验表明,该方法对模型芳烃化合物(如甲基萘、菲、芘等)的转化率可达100%,且饱和烃不参与反应,选择性优异。

将磺酰化方法应用于云南、华北、广西等多个地区的减压馏分油及原油样品中,成功获得了各样品芳烃化合物的DBE-碳数分布图,清晰展示了不同来源、不同馏程油样中芳烃分子的缩合程度和碳数范围差异。对比研究发现,磺酰化法在低缩合芳烃(DBE=4~6)区域具有显著的响应优势,对单环、双环芳烃的选择性明显优于APPI和传统的磺化衍生法,且操作简便、耗时短。

该研究为复杂石油体系中低缩合芳烃的定性分析提供了一种高效、灵敏的新工具,有望在轻质油品评价、催化原料筛选及石油地球化学等领域发挥重要作用。未来可进一步结合定量分析技术,拓展其在炼化过程分子管理中的应用。