【正文】 山東科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 摘要 原油中有機氮 含量一般在 %一 %（ 重量 ） 之間，以芳香稠環(huán) 的形式存在，主要有兩種結(jié)構(gòu)類型，非堿性吡咯類型和堿性吡啶類型。近年來，由于咔唑類化合物的分離和分析技術(shù)進一步發(fā)展和完善，國外石油地球化學家發(fā)現(xiàn)該類化合物蘊藏著豐富的地質(zhì) 一 地球化學信息，尤其在油氣運移、油藏聚集史及儲層潤濕性等方面的研究中展示了獨特的優(yōu)勢和潛力。 這一前沿領(lǐng)域的研究還可以優(yōu)化油氣開發(fā)方案，為提高油氣的最終采收率帶來顯著的經(jīng)濟效益 。所以本課題對比較典型的含氮雜環(huán)化合物 一 吡咯的吸附行為 及吸附機理的 研究具有一定的意義。 首先，通過分 析 吡咯在 MoS2上吸附紅外譜圖 和不同溫度、壓力條件下峰位置的變化來研究其吸附機理；再分析 Material studio 軟件繪制的吡咯在 MoS2上吸附的 3D圖，觀察其吸附位置，從而得到吸附機理。 其吸附機理為：吡咯在 MoS2上 的吸附有垂直吸附和平行吸附兩種類型，垂直吸附是吸附在 N原子上，平行吸附是吸附在 C=C上。常溫下，發(fā)生垂直吸附，高溫下，不僅發(fā)生垂直吸附，還有平行吸附，而且平行吸附比垂直吸附更穩(wěn)定。 關(guān)鍵詞： 含氮化合物；吡咯；加氫催化劑； 紅外光譜圖；吸附模型 山東科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） Abstract Organic nitrogen content in the crude oil is generally between % to % (by weight), exist in polycyclic aromatic forms, there are mainly two kinds of structure types, non alkaline pyrrole types and alkaline pyridine type. In recent years, due to separation and analysis technology of carbazole pounds have a further development and perfection, foreign Petroleum geochemists found that the pounds contain abundant geological and geochemical information, especially the research on the migration of oil and gas accumulation history, reservoir and reservoir wettability and other aspects of the show unique advantages and potential. This field can also optimize the oil gas development project and bring significant economic benefits for improving oil and gas recovery. So this research in the study of typical nitrogen heterocyclic poundspyrrole adsorption behavior and mechanism has certain significance. First of all, through adsorption IR spectra analysis of pyrrole on MoS2 and under different temperature, pressure conditions to study the mechanism of adsorption. Then analysis the 3D map of Pyrrole adsorption on MoS2, observing the adsorption site, getting the adsorption mechanism. The adsorption mechanism is that there are two types of adsorption of pyrrole on MoS2, vertical adsorption and parallel adsorption. Vertical adsorption was occurred in the N atom and parallel adsorption was occurred in the C=C. Vertical adsorption occurs at room temperature and at high temperature, not 山東科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） only occurs vertical adsorption but also parallel adsorption. And parallel adsorption is more stable than vertical adsorption. Keywords: nitrogenous pounds。 pyrrole。 hydrogenation catalyst。 in situ FTIR spectra。 adsorption model 山東科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 目錄 1 文獻綜述 ....................................................................................................... 1 含氮化合物的研究新進展 ............................................................. 1 ............................................................................................. 4 “原位”紅外 .......................................................................................... 8 studio 軟件 .............................................................................. 14 2 實驗 及模擬 ................................................................................................ 16 ................................................................................... 16 Studio 軟件 介紹與模擬步驟 .................................................. 16 3 結(jié)果與討論 ................................................................................................ 18 ............................................................................... 18 Studio 模擬結(jié)果及分析 .......................................................... 24 結(jié)論 ................................................................................................................... 33 參考文獻 ......................................................................................................... 34 致謝 ................................................................................................................... 38 英文文獻 ......................................................................................................... 39 文獻翻譯 ......................................................................................................... 54 山東科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 1 文獻綜述 有機含氮化合物研究新進展 含氮雜環(huán)化合物 含氮化合物通常具有獨特的生物活性、低毒性和高內(nèi)吸性，常被用作醫(yī)藥和農(nóng)藥的結(jié)構(gòu)單元，在醫(yī)藥和農(nóng)藥合成方面起著重要的作用。其中，吡啶、喹啉、吡咯等都屬于含氮雜環(huán)化合物。吡啶類化合物在治療心腦血管疾病、精神病、胃潰瘍、過敏、艾滋病、腫瘤等方面用途很廣；喹啉是一種重要的精細化 工原料，主要用于合成醫(yī)藥、染料、農(nóng)藥和多種化學助劑，許多喹啉類化合物都是重要醫(yī)藥中間體，喹啉本身最初也是從抗瘧藥物奎寧經(jīng)過蒸餾而得到，主要應用于合成抗瘧藥物，解熱鎮(zhèn)痛藥物辛可芬，局部麻醉藥物鹽酸地布卡因，抗阿米巴病藥喹碘仿、氯碘喹啉、雙碘喹啉等，抗菌素藥物克菌定；吡咯衍生物單體是一類重要的五元氮雜環(huán)化合物，作為精細化工產(chǎn)品的重要中間體， 在醫(yī)藥、食品、農(nóng)藥、日用化學品、涂料、紡織、印染、造紙、感光材料、高分子材料等領(lǐng)域有著廣泛的用途。 有機含氮化合物的研究，國外開展較早，國內(nèi)的研究正在起步。目前，對于有機含 氮化合物主要側(cè)重于吡咯類中性氮化合物在油氣運移方面的研究。近年來，國內(nèi)外學者已在這方面做了大量研究 [1～ 10]，并且取得了一些有意義的認識，但總體來說研究工作還很有限的，尤其是對吡咯類化合物參數(shù)產(chǎn)生影響的因素以及這些因素的影響程度等方面，仍有許多問題值得探討。 山東科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 對石油中的含氮化合物的研究可以追溯到 19世紀初。石油含氮化合物一 卟啉 (porphyrns)的發(fā)現(xiàn)為石油有機成因說提供了有力證據(jù) [11]。 1928年實施的旨在分離和調(diào)查石油中的有機含氮化合物的 20號 API研究計劃，使得以吡啶和喹啉為主的大量堿性化合物得 以發(fā)現(xiàn) [12]。之后實施的 52號研究計劃查明了石油中大批具有吡啶、吡咯結(jié)構(gòu)的雜環(huán)含氮化合物系列[13]。隨后的研究主要集中在含氮化合物的分離和鑒定方面 [4,14,15]。與此同時，隨著非烴化學研究的進一步深入，人們在研究油氣運移時逐漸把注意力轉(zhuǎn)向原油中的極性組分，而含氧化合物中的烷基苯酚和含氮化合物中的烷基咔唑類化合物首先得到極大的關(guān)注，使得有機含氮化合物的研究成為非烴地球化學的一個重要的研究方向。 原油中的有機含氮化合物主要是以中性 （ 非堿性 ） 的吡咯類芳香化合物形式出現(xiàn)，而堿性的吡啶類芳香化合物則相對較少。 一般說來，堿性氮的量占總氮含量的 30%左右，也就是說，原油中非堿性氮的含量占總氮含量的三分之二以上 [16]，即吡咯類化合物的含量占三分之二以上。 Richter 等[16]用正戊烷沉淀多個原油殘余物中的瀝青質(zhì)，發(fā)現(xiàn)瀝青質(zhì)餾分中氮化合物含量最高，即多環(huán)芳香結(jié)構(gòu)含氮化合物主要存在于瀝青質(zhì)中 [17]。從高沸點到低沸點，氮的含量急劇下降。 吡咯類中性氮化合物作為一種示蹤劑之所以應用于石油運移研究，主要是因為這種化合物在油氣運移過程中表現(xiàn)出主要受運移距離的影響 (其它因素的影響相對來說很小 )。根據(jù)理想運移指示劑的定義 [18]，我們可以應用吡咯類化合物在地層中的分餾效應進行油氣運移的研究。油氣的初次和二次運移對于成藏石油中的吡咯類含氮化合物的分布具有強烈影響。研究表明 ,運移過程中這類化合物主要產(chǎn)生以下分餾效應：①氮屏蔽型異構(gòu)體相對于氮裸露型異構(gòu)體富集；②烷基咔唑相對于烷基苯并咔唑富集；③高碳數(shù)同系物相對于低碳數(shù)同系物富集 [2]。實驗模擬和經(jīng)驗性證據(jù)也支持這種山東科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 結(jié)論 [3]。初次運移中，選擇性的吸附、水溶性的不同和分子非極性部分體積的差異成為吡咯類異構(gòu)體分餾的重要影響因素 [19～ 21]。二次運移對有機氮化合物分布的影響與初次運移有相 似之處。 Larter[21]等在研究中觀察到單體吡咯型化合物豐度降低的速率與烷基取代基位置有關(guān) ,并且在運移過程中咔唑和苯并咔唑、二苯并咔唑系列發(fā)生分餾效應 ,其分餾程度與距離有關(guān) ，并可將其用于評價油氣運移距離。 通過對有機含氮化合物研究和應用進展的回顧，我們可以得出了以下結(jié)論：①吡咯類含氮化合物在石油運移方面的研究和應用，極大地促進了非烴地球化學的