胡淼
毕业时间：2017年6月（博士）
毕业去向：中海油材料与化工科学研究院
导师：徐春明 教授、史权 教授
学科专业：化学工程与技术
研究方向：石油与天然气化学
学位论文题目
重质油杂原子化合物分子组成定量分析方法
Quantitative Characterization of Heteroatomic Compounds in Heavy Petroleum at Molecules Level
论文摘要
原料来源的多元化和日益严格的环保要求导致石油加工工业的边际利润大幅降低，基于分子尺度上实现石油加工过程的模拟和调控、满足环保法规对产品性质在分子尺度上的限制，从而实现生产过程的分子管理，已经成为当前研究开发的热点，而对石油组成进行分子层次的定性定量表征是实施分子管理相关研究的基础。对此，本文结合多种分离手段和分析方法开发了一套分子层次定量分析重油杂原子化合物的方法，主要内容包括如下。
（1）针对傅立叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）在离子传输过程中的质量歧视现象，建立了快速消除FT-ICR MS本身质量歧视影响的方法。使用系列脂肪酸标样作为参考对象，用高斯分布模拟不同采样条件下质谱质量歧视现象并进行反向校准，并对标样和原油进行校准测试。该方法无须特制质谱设备支持并可应用于快速校准宽质量范围的原油及重质油。
（2）开发了基于内标法定量及归一化法定量等两种从分子层次定量分析石油中的杂原子化合物的方法，并确定这两种方法的准确性以及适用范围。确定基于元素、酸值、碱氮值等宏观参数进行归一化定量是重质油杂原子化合物分子组成定量的首选方法。在部分条件下，内标法定量可应用于定量石油中的强极性化合物，弱极性化合物需先进行衍生化才能使用该方法。
（3）分别建立了石油中氧、氮、硫等三种主要杂原子化合物的分子层次定量分析方法，适用于石油馏分油分析。对于含氧化合物，建立了基于碱改硅胶分离结合氧元素的归一化定量方法，同时建立了基于酸值的归一化定量方法和基于氘代十八烷基脂肪酸的内标定量方法。对于含氮化合物建立了基于酸改硅胶分离结合氮元素的归一化定量方法及基于碱氮值滴定的归一化定量方法。对于含硫化合物建立了基于甲基化-分步脱甲基法分离结合硫元素测量的归一化定量方法。
（4）将质量歧视校准方法和对氧、氮、硫等三种主要杂原子化合物的定量分析方法整合并应用在减压渣油中，针对减渣等重质油建立数据校准整合方案，成功建立一套基于ESI FT-ICR MS获取重质油中主要杂原子化合物分子组成定量分析数据的方案。
本文成功建立一套基于ESI FT-ICR MS获取重油中杂原子化合物分子层次定量表征数据的方法，为进一步定量分析重油中其余化合物提供方法参考。详尽的分子组成分析将会为重质油分子尺度加工利用带来有力的支撑，将为石油加工工艺开发提供重要的理论指导。
关键词：重质油杂原子化合物；傅立叶变换离子回旋共振质谱；电喷雾电离源；定量分析；分子组成
创新点
（1）建立了一种校正傅立叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）中质量歧视影响的方法。（见第2章）
（2）基于电喷雾电离源结合傅立叶变换离子回旋共振质谱，创建了一套分子层次定量分析石油中主要杂原子化合物的方法，适用于定量分析石油馏分油中氮、氧、硫等杂原子化合物。（见第3、4、5章）
（3）整合并改进杂原子化合物定量分析方法，针对重油建立数据处理方案，获得整套重质油主要杂原子化合物分子组成定量分析谱图。（见第6章）
胡淼博士曾在实验室从事科研助理工作，前后在室长达六年，是实验室发展的中坚力量。在室期间他参与了十余项科研项目，并协助指导了十余名研究生取得学位。
他在高质量完成自身学位论文研究的同时，为实验室科研工作的顺利开展和人才培养做出了重大贡献，充分体现了其责任担当与团队协作精神。
发表学术论文
[1]Jiang, B.; Liang, Y.; Xu, C.; Zhang, J.; Hu, M.; Shi, Q. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in ambient aerosols from Beijing: Characterization of low volatile pahs by positive-ion atmospheric pressure photoionization (APPI) coupled with fourier transform ion cyclotron resonance. Environmental Science and Technology 2014, 48 (9), 4716–4723
https://doi.org/10.1021/es405295p[2]Hu, M.; Guo, C.; Zhang, L.; Zhao, S.; Chung, K. H.; Xu, C.; Shi, Q. Petroleum heteroatom compounds in various commercial delayed coking liquids: characterized by FT-ICR MS and GC techniques. Science China Chemistry 2017, 60 (2), 284–292
https://doi.org/10.1007/s11426-016-0168-1[3]Hu, M.; Zhang, L.; He, S.; Xu, C.; Shi, Q. Collision cross section (CCS) measurement by ion cyclotron resonance mass spectrometry with short-time Fourier transform. Rapid Communications in Mass Spectrometry 2018, 32 (9), 751–761
https://doi.org/10.1002/rcm.8096