Журнал нефтяной и экологической биотехнологии

Абстрактный

Химическая характеристика гильсонитового битума

Надер Нчири, Суил Сон, Намхо Ким и Намджун Чо*

Это исследование дает новое понимание химического состава гильсонита, чтобы установить его свойства, которые могут помочь в очистке и переработке природных ресурсов. Гильсонит, природный асфальтитовый битум, состоит из сложной смеси органических соединений. Он был собран в бассейне Юинта недалеко от города Бонанза, штат Юта. Целью этой работы является получение более полной картины молекулярной структуры гильсонита, очень важного в топливной промышленности, сопоставление и интерпретация результатов, полученных с помощью различных методов. Гильсонит был охарактеризован с помощью элементного анализа (ЭА) для определения концентраций C, H, N, S и O, с помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (ИКФУ) для сравнительного анализа химических структур, с помощью спектроскопии ядерного магнитного резонанса водорода (1H ЯМР) для установления алифатических и ароматических фракций водорода и с помощью тонкослойной хроматографии с пламенно-ионизационным детектированием (Iatroscan TLC-FID) для количественного определения насыщенных и ароматических углеводородов и фракций смолы/асфальтена. Результаты были оценены в сочетании с имеющимися геологическими данными и с некоторыми битумами для химической оценки возможных механизмов образования гильсонита. Низкое атомное отношение водорода к углероду (1,44), низкое содержание серы (0,27 мас.%) и высокое содержание азота (3,25 мас.%) были основными характеристиками гильсонита из бассейна Юинта. FTIR выявил наличие алканов, ароматических колец, фенильных колец, спиртов, карбонильных групп, органических сульфоксидов и сульфатных солей, что подтверждает тот факт, что гильсонит состоит из высокомолекулярных полициклических компонентов, включающих гетероатомы азота, серы и кислорода. Аналогичным образом, FTIR доказал, что гильсонит включает отпечатки пальцев глинистых минералов. Данные Iatroscan показали, что гильсонит содержит значительное количество асфальтенов (79,7 мас.%) и нулевое количество ароматических соединений (0 мас.%). В то время как выходы насыщенных соединений и смол составляют всего 1,6 мас.% и 18,7 мас.% соответственно. Кроме того, метод SARA показал, что гильсонит чрезвычайно нестабилен (индекс коллоидной нестабильности, CII = 4,34). Измерения протонного ЯМР показали, что доля алифатического водорода составляет приблизительно 95,38%, а доля ароматического водорода составляет приблизительно 4,62%.