一种填料柱及分离分析烃类燃料中烃组分的系统技术方案

本公开涉及一种填料柱及分离分析烃类燃料中烃组分的系统。该填料柱用于可逆性富集烃类燃料中的不饱和烃组分，填料柱包括柱管和填充于柱管内的富集填料；富集填料包括无机物载体和负载在无机物载体上的活性金属盐、第一助剂金属盐和第二助剂金属盐；其中，活性金属盐为可溶性银盐和/或可溶性铜盐，第一助剂金属盐选自IA‑IIIA族可溶性金属盐中的一种或多种，第二助剂金属盐选自除IB族以外的可溶性过渡金属盐中的一种或多种；无机物载体的制备步骤包括：将无机物原料依次进行焙烧处理、酸洗处理和/或碱洗处理、以及干燥处理。本公开的填料柱能够与气相色谱仪或气相色谱‑质谱联用仪耦合，实现烃类燃料中饱和烃与不饱和烃组分快速在线分离及分析。

【技术实现步骤摘要】
一种填料柱及分离分析烃类燃料中烃组分的系统
本专利技术涉及一种填料柱及分离分析烃类燃料中烃组分的系统。
技术介绍
由于烃类燃料的烃组成与其燃烧性能及使用性能密切相关，且涉及到日益引起重视的环境问题，因此，如何优化烃类燃料组成，改善烃类燃料燃烧性能，减少有害物质排放，是石化行业一直以来关注的重点。当前三大成品油(汽油、航空燃料和柴油)由于发动机原理、使用环境等的差异，对烃类燃料的组成要求不尽相同，以汽油而言，希望其组成中有更多的异构烷烃，而减少烯烃和芳烃的存在，对航空燃料而言，其更希望具有较多的环烷烃，而芳烃含量要严格控制，对柴油而言，则希望有更多的正构烷烃、少支链异构烷烃和正构烯烃等，而严格控制多环短侧链芳烃。因此，烃类燃料的详细烃组成分析对于烃类燃料的产品质量控制、工艺开发和相关催化剂研制均具有重要意义。在当前烃类燃料，尤其是航空燃料和柴油的详细烃组成分析中，所用到的装置主要有标准壁玻璃管吸附柱、高效液相色谱和气相色谱-质谱联用装置。其中，标准壁玻璃管吸附柱应用在荧光指示剂吸附法GB/T11132-2008中，该装置在分析烃类燃料中的烃组成时，涉及吸附柱用硅胶的准备、吸附柱的填装、显色剂的加入、分离过程的淋洗和淋洗后的量测等，分析周期较长，结果再现性允许范围宽，精密度较差，且该装置只能给出烃类燃料的饱和烃、烯烃和芳烃含量信息，无法进一步给出详细烃组成信息；高效液相色谱装置在SH/T0806-2008和ASTMD6379-11等测定航空燃料和中间馏分油芳烃类型的方法中使用，该装置与标准壁玻璃管吸附柱相比，分离速度和分离效能均有明显提高，能够给出饱和烃、单环芳烃和双环芳烃含量信息，但由于所使用的是示差遮光检测器，对不同种类芳烃的响应差异较大，由此引起不同种类芳烃的定量误差较大，且无法给出饱和烃的详细烃族组成和烯烃信息；随着气相色谱-质谱联用技术的日益成熟，气相色谱-质谱联用装置在石油化工领域得到了广泛应用，但由于色谱柱的柱容量不足，无法实现气相色谱-质谱对航空燃料和中间馏分油的在线分离和详细烃组成分析。在烃类燃料详细烃族组成分析方面，SH/T0606-2005方法中即用到了该装置，但在SH/T0606-2005方法中用到的气相色谱-质谱联用装置中，柱箱内色谱柱为空石英毛细管柱，并不具有分离能力，其所仰仗的分离是样品在进入气相色谱-质谱联用装置前采用的固相萃取分离，将烃类燃料分为饱和烃和芳烃，分别进入气相色谱-质谱联用装置进行分析，该装置分析烃类燃料详细烃组成的时间较长，且烯烃组分在固相萃取分离过程中进入饱和烃组分，该气相色谱-质谱联用装置无法区分烃类燃料中的环烷烃和烯烃。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种填料柱及分离分析烃类燃料中烃组分的系统，本专利技术提供的富集填料能够实现烃类燃料中不饱和烃与饱和烃的分离，且具有良好的可逆性。为了实现上述目的，本专利技术提供一种填料柱，用于可逆性富集烃类燃料中的不饱和烃组分，所述填料柱包括柱管和填充于所述柱管内的富集填料；所述富集填料包括无机物载体和负载在所述无机物载体上的活性金属盐、第一助剂金属盐和第二助剂金属盐；其中，所述活性金属盐为可溶性银盐和/或可溶性铜盐，所述第一助剂金属盐选自IA-IIIA族可溶性金属盐中的一种或多种，所述第二助剂金属盐选自除IB族以外的可溶性过渡金属盐中的一种或多种；所述无机物载体的制备步骤包括：将无机物原料依次进行焙烧处理、酸洗处理和/或碱洗处理、以及干燥处理。可选地，所述无机物载体包括硅藻土载体、氧化铝载体、氧化钛载体、氧化锆载体、介孔分子筛载体、无定型硅铝载体、硅胶载体和可控孔径玻璃载体中的一种或多种。可选地，所述柱管为内表面经过钝化处理的柱管；所述钝化处理包括碱处理和酸处理；所述柱管为不锈钢柱管、玻璃柱管或石英柱管。可选地，所述钝化处理包括：使所述柱管在20～100℃下在质量分数为5～20％的碱溶液中浸泡30～120min，水洗至中性，再用质量分数为5～20％的酸溶液在30～120℃下浸泡30～100min，水洗至中性后烘干。可选地，所述柱管的形状为U型或螺旋型。可选地，所述柱管的内径为0.1～12mm，所述柱管的长度为20～5000mm。可选地，所述柱管的内径为1～6mm，所述柱管的长度为50～1000mm。可选地，所述无机物载体的比表面积为1-600m2/g，孔径范围为1-1000nm，粒度范围为80-800μm。可选地，所述富集填料中活性金属盐的含量为0.1-80质量％，优选为0.5-50质量％；第一助剂金属盐的含量为0.1-80质量％，优选为0.2-40质量％；第二助剂金属盐的含量为0.5-80质量％，优选为0.5-30质量％。可选地，以金属氧化物计，所述第一助剂金属盐和所述第二助剂金属盐的质量含量之比为1：(0.05～0.15)或1：(0.5～50)。可选地，所述可溶性银盐为硝酸银，所述可溶性铜盐为硝酸铜和/或硫酸铜；所述第一助剂金属盐中，IA族金属选自锂、钠和钾中的一种或多种，IIA族金属选自铍、镁、钙和钡中的一种或多种，IIIA族金属为铝和/或镓；所述第二助剂金属盐中，过渡金属选自锌、镉、钒、铬、钼、钨、锰、铁、钴、镍、钌、铂、铑和钯中的一种或多种；所述第二助剂金属盐选自选自除IB族以外的可溶性过渡金属盐中的两种，优选VIII族和IIB族可溶性过渡金属盐。可选地，所述第二助剂金属盐包括选自VIII族可溶性过渡金属盐的第一种所述第二助剂金属盐和选自IIB族和/或VIB族可溶性过渡金属盐的第二种所述第二助剂金属盐；以金属氧化物计，第一种所述第二助剂金属盐和第二种所述第二助剂金属盐的重量含量之比为1：(0.05～0.15)或1：(0.5～40)。可选地，所述焙烧处理的条件包括：温度为500-950℃，时间为4-16小时；所述酸洗处理的条件包括：温度为100-200℃，时间为10-40小时，以干基计的无机物原料与酸液的质量比为1：(1-20)，酸洗处理所用酸液选自硝酸、盐酸和硫酸中的一种或多种，酸洗处理所用酸液的浓度为1-90质量％；所述碱洗处理的条件包括：温度为100-200℃，时间为10-40小时，以干基计的无机物原料与碱液的质量比为1：(1-20)，碱洗处理所用碱液选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液和氨水中的一种或多种，碱洗处理所用碱液的浓度为1-90质量％；所述干燥处理的条件包括：温度为100-200℃，时间为3-6小时。可选地，所述富集填料通过如下方法制备：将所述活性金属盐、所述第一助剂金属盐和所述第二助剂金属盐负载在所述无机物载体上，然后进行干燥处理。可选地，所述烃类燃料为航空燃料和/或柴油；所述不饱和烃为芳烃和/或烯烃。本公开第二方面提供一种分离分析烃类燃料中烃组分的系统，包括本公开第一方面所述的填料柱。可选地，所述系统还包括气相色谱-质谱联用装置；所述气相色谱-质谱联用装置包括进样口和分析模块，所述填料柱的两端分别与所述进样口和所述和分析模块的入口连通；所述分析模块包括质谱单元和气相色谱单元，所述质谱单元和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种填料柱，用于可逆性富集烃类燃料中的不饱和烃组分，其特征在于，所述填料柱包括柱管和填充于所述柱管内的富集填料；/n所述富集填料包括无机物载体和负载在所述无机物载体上的活性金属盐、第一助剂金属盐和第二助剂金属盐；/n其中，所述活性金属盐为可溶性银盐和/或可溶性铜盐，所述第一助剂金属盐选自IA-IIIA族可溶性金属盐中的一种或多种，所述第二助剂金属盐选自除IB族以外的可溶性过渡金属盐中的一种或多种；/n所述无机物载体的制备步骤包括：将无机物原料依次进行焙烧处理、酸洗处理和/或碱洗处理、以及干燥处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种填料柱，用于可逆性富集烃类燃料中的不饱和烃组分，其特征在于，所述填料柱包括柱管和填充于所述柱管内的富集填料；
所述富集填料包括无机物载体和负载在所述无机物载体上的活性金属盐、第一助剂金属盐和第二助剂金属盐；
其中，所述活性金属盐为可溶性银盐和/或可溶性铜盐，所述第一助剂金属盐选自IA-IIIA族可溶性金属盐中的一种或多种，所述第二助剂金属盐选自除IB族以外的可溶性过渡金属盐中的一种或多种；
所述无机物载体的制备步骤包括：将无机物原料依次进行焙烧处理、酸洗处理和/或碱洗处理、以及干燥处理。


2.根据权利要求1所述的填料柱，其中，所述无机物载体包括硅藻土载体、氧化铝载体、氧化钛载体、氧化锆载体、介孔分子筛载体、无定型硅铝载体、硅胶载体和可控孔径玻璃载体中的一种或多种。


3.根据权利要求2所述的填料柱，其中，所述柱管为内表面经过钝化处理的柱管；所述钝化处理包括碱处理和酸处理；所述柱管为不锈钢柱管、玻璃柱管或石英柱管。


4.根据权利要求2或3所述的填料柱，其中，所述钝化处理包括：使所述柱管在20～100℃下在质量分数为5～20％的碱溶液中浸泡30～120min，水洗至中性，再用质量分数为5～20％的酸溶液在30～120℃下浸泡30～100min，水洗至中性后烘干。


5.根据权利要求1所述的填料柱，其中，所述柱管的形状为U型或螺旋型。


6.根据权利要求1所述的填料柱，其中，所述柱管的内径为0.1～12mm，所述柱管的长度为20～5000mm。


7.根据权利要求6所述的填料柱，其中，所述柱管的内径为1～6mm，所述柱管的长度为50～1000mm。


8.根据权利要求1所述的填料柱，其中，所述无机物载体的比表面积为1-600m2/g，孔径范围为1-1000nm，粒度范围为80-800μm。


9.根据权利要求1所述的填料柱，其中，所述富集填料中活性金属盐的含量为0.1-80质量％，优选为0.5-50质量％；第一助剂金属盐的含量为0.1-80质量％，优选为0.2-40质量％；第二助剂金属盐的含量为0.5-80质量％，优选为0.5-30质量％。


10.根据权利要求1所述的填料柱，其中，以金属氧化物计，所述第一助剂金属盐和所述第二助剂金属盐的质量含量之比为1：(0.05～0.15)或1：(0.5～50)。


11.根据权利要求1所述的填料柱，其中，所述可溶性银盐为硝酸银，所述可溶性铜盐为硝酸铜和/或硫酸铜；
所述第一助剂金属盐中，IA族金属选自锂、钠和钾中的一种或多种，IIA族金属选自铍、镁、钙和钡中的一种或多种，IIIA族金属为铝和/或镓；所述第二助剂金属盐中，过渡金属选自锌、镉、钒、铬、钼、钨、锰、铁、钴、镍、钌、铂、铑和钯中的一种或多种；
所述第二助剂金属盐选自选自除IB族以外的可溶性过渡金属盐中的两种，优选VIII族和IIB族可溶性过渡金属盐。


12.根据权利要求10所述的填料柱，其中，所述第二助剂金属盐包括选自VIII族可溶性过渡金属盐的第一种所述第二助剂金属盐和选自IIB族和/或VIB族可溶性过渡金属盐的第二种所述第二助剂金属盐；以金属氧化物计，第一种所述第二助剂金属盐和第二种所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐广通，刘泽龙，史延强，王乃鑫，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11