铜脱硫的负面影响分析及解决方法研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 靳 明 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-05 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 夏燕青 |
| 关键词 | 铜 脱硫 可溶有机质 索氏抽提 II |
| 学位专业 | 地球化学 |
| 中文摘要 | 从岩石中萃取可溶有机质是进行许多有机地球化学研究的重要基础工作。单质硫在地质体中广泛分布，且易溶于常用的有机溶剂，严重干扰对可溶有机质的鉴定。因此，单质硫的脱除是有机地球化学样品前处理的一个重要环节。现在普遍使用的方法是使用金属铜脱硫，然而，实验中发现，现行铜脱硫方法存在严重问题。本文对此展开了详细的研究，发现了能和铜相互作用的主要组分，并通过模拟实验进行了验证，同时探索了反应机理。在此基础上，提出了改进铜脱硫方法的措施。本文的研究结果包括以下几个方面。 在索氏抽提过程中金属铜可催化氯仿，产生许多含氯化合物，鉴定出的主要物质为五氯乙烷和六氯乙烷等。然而，在实际地质样品抽提时，一般却检测不出这些物质，但在加铜得到的氯仿沥青中经常发现可疑的含氯化合物，由此表明，当有可溶有机质参与时，此相互作用一方面会受到抑制，另一方面反应产物会发生二次转化。铜对氯仿的催化会影响氯仿沥青的定量和组成。此反应与时间和温度均有关系，长时间的抽提和较高的温度对此相互作用是有利的。 在索氏抽提的条件下，铜能和有机酸反应生成金属铜的有机酸配合物。本文研究通过各种化学分析方法鉴定了各种反应产物，结论为，有机酸包括硬脂酸、松香酸和α－萘乙酸在不同的溶剂中均会分别与铜反应生成相同的产物，只是产量不同，即铜对有机酸的影响随溶剂不同而影响程度不同。对羟基苯甲酸只在甲醇中和铜反应，在氯仿中则没有反应迹象，反映出铜和有机酸相互作用的复杂性。空气中的氧气在铜和有机酸的反应中起了关键性的桥梁作用，反应的本质是铜、氧气和有机酸三者的相互作用。 实际地质样品在不同溶剂中加铜与不加铜的索氏抽提对比实验结果显示，加铜时抽提得到的氯仿沥青的量会增加，甲醇沥青则没有明显一致的变化规律。沥青族组分分析表明，铜的加入对饱和烃在定性和定量两方面基本没有影响；部分样品的芳烃也基本无变化，但另外一些样品的芳烃差别却很大，这些样品加铜后得到的芳烃要比不加铜的在数量上高出几倍。GC-MS分析表明，引起这些样品芳烃质量变化的主要原因是加铜后产生了大量的脂肪酸甲酯，然而大部分其它芳烃组分的相对量并没有明显变化；非烃和沥青质两种极性组分受铜的影响最大，实验中的样品极性组分的绝对量一般变化都很大。加铜得到的可溶有机质脂肪酸的含量不仅没有因为铜和脂肪酸的作用而减少，反而大幅度增加，尤其是氯仿沥青中的脂肪酸，甲醇沥青中的脂肪酸增幅较小。 铜和非烃及沥青质相互作用的模拟实验较好地说明了实际样品加铜抽提时出甲酯，在氯仿中产生的更多一些。对部分样品加铜抽提得到的芳烃中大量甲酯的检出做出了较好的解释。脂肪酸甲酯产生的主要途径并非是脂肪酸和甲醇的相互作用。铜和沥青质的相互作用则在两种溶剂中均产生了大量的脂肪酸，同样在氯仿中的生成量较大，实验结果指出了加铜后样品非烃较多脂肪酸的来源。本文研究对于改进铜脱硫的方法提供了充分的证据，脱硫仍然可以继续使用铜，但必须避免和可溶有机质的极性组分相接触，在其饱和烃馏分中进行才是最安全的。现的异常现象：铜和非烃组分在氯仿和甲醇中均能相互作用产生大量的脂肪酸。 |
| 公开日期 | 2013-01-10 |
| 源URL | [http://ir.lig.ac.cn/handle/132962/1979]  |
| 专题 | 兰州油气资源研究中心_研究生论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 靳 明. 铜脱硫的负面影响分析及解决方法研究[D]. 中国科学院研究生院. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：兰州油气资源研究中心
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