毕业时间：2014年6月（硕士）

毕业去向：天津大学

导师：高芒来 教授； 史权 副教授

学科专业：化学

研究方向：分析化学

 

学位论文题目

低温煤焦油中烯烃化合物的表征及其热稳定性分析

Olefins in the Low Temperature Coal Tar：Molecular Composition and Thermal Stability

 

论文摘要

低温煤焦油可以作为石油的替代品，近年来随着煤化工产业的发展受到更我的关注。

低温煤焦油中含有大量的烯烃化合物，是重要的化工资源，但在煤焦油的加工过程中存在着比较严重的安定性问题。本文利用气相色谱、质谱等现代仪器方法分析低温煤焦油分子组成，并研究其在热老化过程中的分子转化规律。

建立了一套烯烃化合物的分离表征方法。该方法将低温煤焦油分为轻、重组分，分别采用直接进样分析和经分离富集后再结合仪器分析的方式研究煤焦油中的烯烃化合物。

用气相色谱－质谱（GC-MS）在轻组分国鉴定出74种小分子烯烃化合物，其中二烯烃所占比重最高，分别是焦化、催化汽油的2倍和11倍。并通过共轭二烯烃与亲二烯烃试剂反应，鉴定出C5-C10多种链状和C5-C8多种环状共轭二烯烃。重组分经过酸碱萃取和四组分分离后，得到富含烯烃的饱和分，然后再通过固相萃取技术将烯烃化合物分离富集。通过气相色谱-飞行时间质谱（GC-TOF MS）、氢核磁（1H-NMR）分析低温煤焦油含α-烯烃、内烯烃、二烯烃和环烯烃，几乎不含异构α-烯烃。

在常压、避光、开放体系中对低温煤焦油进行加热处理，测定了加热前后油品的理化性质变化，并通过GC-MS和正负ESI FT-ICR MS分析了其中烃类和杂原子化合物的组成变化。低温煤焦油在250℃以上温度条件下老化，密度和粘度随老化时间增加逐渐变大，通过分析得知，老化过程中主要反应为烯烃化合物，尤其是芳香烯烃类化合物的缩聚，以及羧酸类化合物的分解。而一般被认为是导致煤焦油稳定性差的重要因素之一的杂原子化合物，在整个实验流程中其分子类型及其分布均无明显变化。

本论文从分子层面上对低温煤焦油烯烃化合物组成进行了深入研究，并提出烯烃化合物是导致低温煤焦油热稳定性差的主要因素，为提高低温煤焦油的加工利用提供重要的理论数据。

关键词：低温煤焦油；烯烃；表征；热稳定性；FT-ICR MS