用于催化过程在线监测的高分辨光电离飞行时间质谱仪的研制和应用

摘要：

甲醇制烯烃(MTO)技术实现了由煤炭或天然气经甲醇生产基础有机化工原料——低碳烯烃,成为煤制烯烃工艺路线的枢纽技术,经济价值和战略意义重大.然而,传统的检测手段难以对MTO催化反应过程进行实时在线监测,不利于催化反应条件的优化及反应机理的探索.为实现MTO催化反应过程的在线监测,本实验自行研制了一台基于真空紫外(VUV)灯的高分辨光电离飞行时间质谱仪(TOFMS),无场飞行区长度348.5 mm,仪器总体尺寸750 mm× 460 mm× 413 mm.仪器采用以分子离子为主的单光子软电离模式,在m/z 28处仪器的分辨率达到3960,实现N2和C2H4有效基线分离,避免了MTO催化反应过程中载气N2对产物C2H4含量测定的影响;在电离区气压7 Pa的条件下,5 s时间内对乙烯、丙烯与丁烯的检出限分别达到0.51,0.052与0.042 mL/m3.此仪器成功应用于MTO催化过程气相产物的实时、快速、在线分析,结果表明,此仪器在工业过程监测中具有潜在的应用价值和广阔的应用前景.

关键词：催化过程监测、甲醇制烯烃、光电离源、高分辨、飞行时间质谱

所属期刊栏目：43

分类号：O64;TQ0

资助基金：国家重大仪器设备开发专项2013YQ090703;"863"计划2014AA06A501;the National Key Scientific Instrument and Equipment Development Project2013YQ090703;the National High Technology Research and Development Program2014AA06A501

在线出版日期：2015-12-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1531-1537