Characterization of vacuum gas oils using ft-icr ms

Abstract

espanolLa composicion molecular de cinco gasoleos medios de vacio (MVGO's, de sus siglas en ingles) se estudio utilizando un espectrometro de masas de resonancia de ion ciclotron por transformada de Fourier de 15T (FT-ICR MS, de sus siglas en ingles), acoplado a Ionizacion por Electrospray (ESI, de sus siglas en ingles) y foto ionizacion a presion atmosferica (APPI, de sus siglas en ingles). La distribucion de clases y dobles enlaces equivalentes (DBE, de sus siglas en ingles) fueron comparadas; compuestos con nitrogeno basico y no basico y oxigeno fueron detectados a traves de ESI en modo negativo y positivo, mientras que hidrocarburos aromaticos y especies con atomos de azufre fueron obtenidos con APPI. La distribucion composicional revelo tendencias entre las clases y los tipos de heteroatomos presentes en los MVGO, ademas se evidencio una relacion entre la composicion quimica de los gasoleos (relacionados con aromaticidad, madurez y biodegradacion) y algunas de sus propiedades macroscopicas tales como la gravedad API. Adicionalmente, la abundancia relativa de las clases observadas correlaciono muy bien con el contenido de azufre y nitrogeno determinado para los gasoleos a traves de metodos convencionales. Estos avances preliminares se reportan por primera vez para gasoleos Colombianos en este trabajo, y proporcionan la idea de que es posible obtener informacion semi cuantitativa a traves de los experimentos de FT-ICR MS. EnglishThe molecular composition of five Medium Vacuum Gas Oils (MVGOs) was studied using 15T Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometry (FT-ICR MS) coupled with Electrospray Ionization (ESI) and atmospheric pressure photoionization (APPI). Class and Double Bond Equivalence (DBE) distribution of the MVGOs were compared; non-basic, basic nitrogen and oxygen compounds were detected using ESI negative and positive mode while aromatic hydrocarbons and sulfur species were visible via APPI. Compositional distributions revealed definitive heteroatom class and type trends among the MVGOs, and provide evidence of the relationship between chemical composition of gas oils (in terms of aromaticity, maturity and biodegradation) and some of its macroscopic properties such as API gravity. Furthermore, the observed class relative abundances matched well with the sulfur and nitrogen content determined for the MVGO's by conventional methodologies. These preliminary approaches are here reported for Colombian gas oils for the first time, and afford as insight that it is possible to obtain semi quantitative information from FT-ICR MS experiments. portuguesA composicao molecular de cinco gasoleos de vacuo medios (MVGO's por suas siglas em ingles) foi estudada utilizando um espectrometro de massas de ressonância de ion ciclotron por transformada de Fourier de 15T (FT-ICR MS, por suas siglas em ingles), unido a Ionizacao por Electrospray (ESI, por suas siglas em ingles) e foto ionizacao a pressao atmosferica (APPI, por suas siglas em ingles). A distribuicao de classes e ligacoes duplas equivalentes (DBE, por suas siglas em ingles) foram comparadas; compostos com nitrogenio basico e nao basico e oxigenio foram detectados atraves do ESI em modo negativo e positivo, enquanto os hidrocarbonetos aromaticos e especies com atomos de enxofre foram obtidos com APPI. A distribuicao composicional revelou tendencias entres as classes e os tipos de heteroatomos presentes nos MVGO, alem disso verificou-se uma relacao entre a composicao quimica dos gasoleos (relacionados com aromaticidade, maturidade e biodegradacao) e algumas propriedades macroscopicas como a gravidade API. Adicionalmente, a abundância relativa das classes observadas se correlacionou muito bem com o conteudo de enxofre e nitrogenio determinado para os gasoleos atraves de metodos convencionais. Estes avances preliminares sao relatados por primeira vez para gasoleos Colombianos neste trabalho e fornecem a ideia de que e possivel obter informacao semi-quantitativa atraves dos experimentos de FT-ICR MS.