على الخط تحليل النيتروجين التي تحتوي على مركبات في مصفوفة الهيدروكربونية مجمع

احتياطيات النفط الخام الخفيف آخذة في التناقص تدريجيا، وبالتالي، يتم اعتبرت المصادر الأحفورية بديلة لاستخدامها في صناعة الطاقة والبتروكيماويات. وبالإضافة إلى ذلك، مصادر الطاقة المتجددة مثل الزيوت الحيوية التي تنتجها الانحلال الحراري السريع من الكتلة الحيوية أصبحت موارد أكثر جاذبية من الوقود الحيوي القائم والمواد الكيميائية. ومع ذلك، النفط الخام الثقيل هو الخيار الأول المنطقي بسبب الاحتياطيات المؤكدة كبيرة في كندا وفنزويلا ^1-3. يتم التعرف على هذه الأخيرة باعتبارها أكبر احتياطي للنفط الخام في العالم وتكوينها مشابه لتكوين القار الطبيعية. تشبه إلى الزيوت الحيوية والزيوت الخام الثقيل تختلف من الزيوت الخام الخفيفة اللزوجة العالية في درجات حرارة الخزان، كثافة عالية (الجاذبية API منخفضة)، ومحتويات كبيرة من النيتروجين، والأكسجين، ومركبات الكبريت التي تحتوي على ^4،5. بديل واعد آخر هو النفط الصخري، والمستمدة من الصخر الزيتي. الصخر الزيتي هو الرسوبية يخدع الصخور غرامة الحبيباتtaining الكيروجين، وهي مزيج من المركبات الكيميائية العضوية مع الكتلة المولية تصل إلى 1000 دا ^6. الكيروجين يمكن أن تحتوي على الأوكسجين العضوية والنيتروجين والكبريت في المصفوفة الهيدروكربونية. تبعا للظروف المنشأ، العمر، والاستخراج. وقد أظهرت أساليب توصيف العالمية التي تركز ذرة غير متجانسة (S يا وN) في الزيت الحجري والنفط الخام الثقيل عادة ما يكون أعلى بكثير من المواصفات المحددة للمنتجات المستخدمة على سبيل المثال في صناعة البتروكيماويات ^6. تم توثيقه جيدا أن النيتروجين التي تحتوي على مركبات موجودة في النفط الخام التقليدي الثقيل والنفط الصخري يكون لها تأثير سلبي على النشاط المحفز في التكسير الهيدروجيني، التكسير التحفيزي وعمليات إصلاح ^7. وبالمثل، فقد أفيد أن وجود مركبات النيتروجين التي تحتوي على أمر لا يعني السلامة لأنها تعزز تشكيل العلكة في مربع الباردة من وحدة تكسير البخار ^8.

هذه المعالجة وسلامة شالحتديات هي تشكل دافعا قويا لتحسين الطرق الحالية للخارج الخط وعلى الخط توصيف النيتروجين التي تحتوي على مركبات في المصفوفات الهيدروكربونات المعقدة. ثنائي الأبعاد اللوني للغاز (GC × GC) إلى جانب وجود كاشف النيتروجين التوهج (الأمراض غير المعدية) هي تقنية توصيف متفوقة مقارنة أحادي البعد اللوني للغاز (GC) للتحليل الديزل التقليدية أو عينات الفحم المسال ^7. في الآونة الأخيرة تم تطوير طريقة وتطبيقها على توصيف حاليا محتوى النيتروجين في الصخر الزيتي ^6، وتحديد مركبات النيتروجين استخراج موجودة في نواتج التقطير ^9، وتحديد تكوين مفصل من النفايات البلاستيكية الانحلال الحراري النفط ^10.

وبالتالي فمن الواضح أن GC × تحليل GC هي قوية معالجة تقنية حاليا لتحليل مخاليط معقدة ^11-17. ومع ذلك، على الخط التطبيق هو أكثر صعوبة بسبب الحاجة إلى موثوقالثانية غير تمييزية منهجية أخذ العينات. وقد تجلى احدة من أولى المنهجيات المتقدمة لتوصيف شامل على الانترنت عن طريق تحليل البخار تكسير المخلفات المفاعل باستخدام TOF-MS وااا ^18. لتعظيم الاستفادة من إعدادات GC والجمع بين العمود المناسب تمكين تحليل العينات التي تتكون من المواد الهيدروكربونية بدءا من الميثان يصل إلى الهيدروكربونات العطرية المتعددة متعددة الحلقات ^18. يأخذ العمل الحالي هذا الأسلوب لمستوى جديد من خلال توسيع نطاقه ليشمل تحديد وتقدير من مركبات النيتروجين الموجودة في خليط من الهيدروكربونات المعقدة. مثل هذا الأسلوب هو من بين أمور أخرى تحتاج إلى تحسين فهم أساسي من الدور الذي تقوم به هذه المركبات في العديد من العمليات والتطبيقات. لمعرفة أفضل المؤلفين والمعلومات المتعلقة حركية عمليات التحويل من مركبات النيتروجين التي تحتوي هي شحيحة ^19، ويرجع ذلك جزئيا إلى عدم وجود وسيلة كافية لتحديد وقياس النيتروجين التي تحتوي على مركبالصورة في النفايات السائلة المفاعل. تأسيس منهجية حاليا وعلى الخط يحلل بالتالي هو شرط أساسي قبل أحد يستطيع حتى محاولة المواد الخام اعادة الاعمار ^20-27 والنمذجة الحركي. واحدة من المجالات التي يمكن أن تستفيد من تحديد دقيق وتقدير النيتروجين التي تحتوي على مركبات غير تكسير البخار أو الانحلال الحراري. الحيوية والوقود الأحفوري الثقيلة ليغذي وتكسير البخار أو مفاعلات الانحلال الحراري يحتوي على الآلاف من الهيدروكربونات والمركبات التي تحتوي على ذرة غير متجانسة. وعلاوة على ذلك، نظرا لتعقيد العلف وطبيعة جذرية للكيمياء حدوث عشرة آلاف التفاعلات يمكن أن تحدث بين آلاف الأنواع الجذور الحرة ^28، الأمر الذي يجعل مياه الصرف المفاعل حتى أكثر تعقيدا من مادة أولية.

في خليط من المواد الهيدروكربونية النيتروجين موجود أساسا في الهياكل العطرية، على سبيل المثال، كما البيريدين أو بيرول. وبالتالي فقد تم تخصيص جهود أكثر تجريبية لتحلل هذه البنيةures. ولم يبلغ عن وسيانيد الهيدروجين وethyne عن المنتجات الرئيسية لالتحلل الحراري من البيريدين درس في درجات حرارة تتراوح بين 1،148-1،323 المنتجات K. أخرى مثل العطريات والقطران غير قلق تم الكشف أيضا بكميات صغيرة ^(29). وكان التحقيق في التحلل الحراري للبيرول في درجة حرارة تتراوح أوسع من 1،050-1،450 K باستخدام التجارب موجة صدمة. وكانت المنتجات الرئيسية 3-butenenitrile، رابطة الدول المستقلة وعبر 2-butenenitrile، وسيانيد الهيدروجين، الأسيتونتريل، 2-propenenitrile، propanenitrile، وpropiolonitrile ^30. بالإضافة إلى ذلك تم إجراء التجارب التحلل الحراري أنبوب صدمة لالبيريدين في درجات حرارة مرتفعة مما أدى إلى أطياف المنتج مقارنة ^31،32. وقد تم تحديد عوائد المنتجات في هذه الدراسات من خلال تطبيق مجهزة ااا، كاشف GC والنيتروجين والفوسفور (NPD) ^31، مطياف الكتلة (MS) ³² وتحويل فورييه الأشعة تحت الحمراء (FTIR) مطياف ³² </suص>. تم تطبيق منهجية مماثلة تنفيذ الاستثمارات الخارجية المباشرة والحزب الوطني الديمقراطي لتحليل المنتجات الصخري الانحلال الحراري للنفط في مفاعل التدفق المستمر ^8. باستخدام فخ بارد في 273.15 K وأظهرت GC-MS، وينكلر وآخرون ³³ انه خلال الانحلال الحراري البيريدين تتشكل متجانسة التي تحتوي على مركبات عطرية. تشانغ وآخرون. ⁽³⁴⁾ وDEBONO وآخرون. ³⁵ تطبيق طريقة وينكلر وآخرون لدراسة الانحلال الحراري من النفايات العضوية. وقد تم تحليل النيتروجين منتجات التفاعل الغنية على شبكة الإنترنت، وذلك باستخدام GC بالإضافة إلى جهاز الكشف عن التوصيل الحراري (TCD) ^34. وقد تم تحليل القطران التي تم جمعها حاليا باستخدام GC-MS ^34،35. أظهر الانحلال الحراري المتزامن التولوين والبيريدين فرق في اتجاه تشكيل السخام مقارنة الانحلال الحراري البيريدين، مما يدل على الطبيعة المعقدة للتفاعلات الحرة الراديكالية ^31،36.

وقد وضعت واحدة من المنهجيات التحليلية الأكثر شمولا التي كتبها Nالأذان وزملاء العمل ^37. واستخدم الباحثون FTIR، الرنين النووي المغناطيسي (NMR) وGC-MS لتحليل منتجات التحلل من البيريدين وديازين ورنين مغناطيسي إلكتروني (الثوري) التحليل الطيفي لتتبع الأنواع الجذور الحرة. تحليل FTIR يمكن أن يكون وسيلة فعالة جدا للتعرف على مجموعة واسعة من المنتجات، حتى متعددة الحلقات ^38-40، ومع ذلك الكمي هي أمر بالغ الصعوبة. معايرة تتطلب مجموعة كاملة من أطياف الأشعة تحت الحمراء بتركيزات مختلفة لكل الأنواع المستهدفة في درجة الحرارة والضغط ⁴¹ محددة. عمل مؤخرا كونغ وآخرون. أظهر إمكانيات استخدام الجزيئي شعاع الطيف الكتلي (MBMS) والانضباطي التأيين الضوى فوق البنفسجية السنكروترون فراغ لتحديد المنتجات والسلع الوسيطة خلال بيرول والبيريدين التحلل ^42،43. هذا المنهج التجريبي يمكن تعريف انتقائية وسيطة ايزوميريا وكشف شبه عتبة من الجذور بدون الوقود النووي المشعlicting تجزئة الأنواع بتحليل ^44. ومع ذلك، فإن عدم اليقين على التركيزات المقاسة باستخدام MBMS التحليل هو أيضا كبير.

في هذا العمل، وأول من تحدث عنها حاليا نتائج توصيف شاملة للالصخر الزيتي معقدة. بعد ذلك، تناقش القيود المفروضة على استخدام GC على الانترنت × GC-TOF-MS / ااا لتحليل مركبات النيتروجين في مصفوفة الهيدروكربونات المعقدة. وأخيرا، أظهر المنهجية التي وضعت حديثا لتقدير على الانترنت من النيتروجين التي تحتوي على مركبات التي كتبها GC × GC-الأمراض غير المعدية. وأجري التحليل النوعي للمنتجات خارج باستخدام TOF-MS، في حين استخدمت ااا والأمراض غير المعدية لتقدير. تطبيق الأمراض غير المعدية هو تحسن كبير مقارنة باستخدام ااا بسبب الانتقائية أعلى لها، الحد الأدنى الكشف والاستجابة متساوي المولية.