毕业时间：2012年6月（硕士）

毕业去向：北京安耐吉能源工程技术有限公司

导师：史权 副教授；企业导师：曹东伟 研究员

学科专业：化学工程

研究方向：化学工艺

 

学位论文题目

石油酸的分离和分子组成分析

Separation and Analysis of Petroleum Acid

 

论文摘要

傅立叶变换离子回旋共振高分辨质谱（FT-ICR MS）能够从分子水平分析石油酸的分子元素组成，但是，缺乏具体的单体分子结构信息。分子结构组成信息，将把高分辨质谱的应用推进到更深层次。而目前分析单体分子结构组成的手段主要是气相色谱质谱（GC/MS），要求样品具有较高的纯度，因此分离方法研究也非常必要。

本文采用FT-ICR MS和GC/MS研究了石油酸在分离过程中的分布规律，建立了一种分离高纯度石油酸的方法，进一步对石油酸亚组分进行了单体分子结构鉴定，揭示了分子元素组成和单体分子结构之间的关系。

在碱改性硅胶柱法的基础上加以改进，分离得到多个亚组分，采用FT-ICR MS和GC/MS进行分析表征，得到石油酸在分离过程中的分布规律，进而建立了一种较理想的分离原油中石油酸的方法。结果表明，该方法能够将原油中不同极性和酸性的化合物分离开，饱和烃、芳烃、中性氮化合物和酚类被分离到非酸性分中，羧酸类化合物被富集到酸性分中，而且纯度极高。

分离富集得到的石油酸亚组分分别经过硅烷化和甲酯化反应后，采用GC/MS和GC MS/MS串联质谱进行单体分子结构分析，鉴定出类异戊二烯酚类、生育酚、藿烷酸、断霍烷酸、植烷酸等系列单体分子结构。

高分辨质谱可有效地对石油酸分离过程进行监测，有助于开发、优化分离方法。改进的碱改性硅胶柱法可把酚类和石油酸分离开，并能分离出高纯的石油酸，为进一步考察酸值贡献奠定了坚实的基础，该分离方法还适用于岩石抽提物、重油、渣油、煤焦油等样品。鉴定出的单体分子结构信息有力地补充和证实了高分辨质谱的推测，为高分辨质谱快速筛选原油中的生物标志化合物提供了依据，把石油酸的化学组成研究从分子元素组成层次推进到分子结构组成层次。

关键词：傅立叶变换离子回旋共振质谱仪；气相色谱质谱；石油酸；分离

 

 

发表学术论文

1. [1]Zhang Y, Shi Q, Li A, Chung KH, Zhao S, Xu C. Partitioning of crude oil acidic compounds into subfractions by extrography and identification of isoprenoidyl phenols and tocopherols. Energy Fuels 2011;25(11):5083–9
   https://doi.org/10.1021/ef2011854