GC-MS方法对原油组分的测定

时间：2024-05-18

寿幼平，乔建哲，董世培

(交通运输部天津水运工程科学研究所水路交通环境保护技术交通行业重点实验室，天津300456)

GC-MS方法对原油组分的测定

寿幼平，乔建哲，董世培

(交通运输部天津水运工程科学研究所水路交通环境保护技术交通行业重点实验室，天津300456)

摘要：采用GC-MS方法对原油油气中的沥青质、C8-C40饱和烷烃、芳烃、胶质等进行了分析。实验结果表明：沥青质、饱和烷烃、芳烃、胶质四者含量占原油总量的81.76%～85.92%，其中饱和烷烃含量最高，占原油总量的33.11%～48.68%，芳香烃次之，占原油总量的16.60%～27.94%，胶质含量占原油总量的11.37%～20.66%，沥青质含量最低，仅占原油总量的1.71%～10.12%。

关键词：原油；组分；沥青质；饱和烷烃；芳烃；胶质

1引言

目前，国内外对原油组分分析进行了大量的研究工作[1]。由于原油组分非常复杂，研究目的不同，分离方法也不一样。分离方法分为溶解度分离法、极性分离法、官能团分离法、醇碱萃取法等[2]。而不同的原油性质不同，所含的胶质、沥青制裁的含量、组成等均有所不同。本文对天津港的代表性油品进行采样，分析其原油组分，为原油装卸油气回收技术提供技术支撑。

2样品分析条件

多环芳烃色谱条件：进样口温度280 ℃，不分流进样，进样量4 μL；色谱柱流量1.1 mL/min，恒流模式；升温程序：70 ℃保持4 min，以10 ℃/min的速率升温至300 ℃，保持2 min，以5 ℃/min的速率升温至340 ℃保持直至所有组分流出。

正构烷烃色谱条件：进样口温度280 ℃，不分流进样，进样量1 μL；色谱柱流量1.1 mL/min，恒流模式；升温程序：35 ℃保持1 min，以15 ℃/min的速率升温至340 ℃，保持7 min直至所有组分流出。

质谱条件：电子轰击离子源(EI)，电离能量70 eV，离子源温度230 ℃；四极杆温度150 ℃；SCAN方式采集数据，质量范围40～500 m/z，选择离子定量。

3样品处理

3.1样品的浓缩

准确称量50 mg左右原油装入三角瓶，逐渐加入30 mL正己烷，完全混合后，静置12 h，使试样中的沥青质充分沉淀。将沉淀后的体系用塞有脱脂棉的漏斗过滤，用具塞三角瓶承接滤液，正己烷洗涤样品瓶、漏斗和脱脂棉至滤液无色为止。再换上已恒重的称量瓶承接沥青质，用氯仿溶解及洗涤称样三角瓶、漏斗和脱脂棉上的沥青质至滤液无色。经过滤去除沥青质的滤液放在浓缩瓶中，在75 ℃空气浴中蒸发浓缩至约3 mL。

3.2层析柱分离

采用干法装柱，层析柱垂直置于22 ℃、湿度40 %的通风橱；层析柱底部填塞少量脱脂棉；依次加入4 g硅胶，2 g中性氧化铝，2 g无水硫酸钠，轻击柱壁使固定相填充均匀，并立即加适量入正己烷润湿层析柱。

3.3族组分分析层析柱分离

待层析柱完全润湿后，将浓缩至约3 mL的原油滤液移入层析柱；用30 mL正己烷分6次淋洗得到饱和烃馏分；再用20 mL二氯甲烷和正己烷(比例2∶1)分4次淋洗得到芳烃馏分(注：第六次正己烷淋洗液接近固相时加入混合液进入固相3 mL时换上承接芳烃的三角瓶)。

当最后一次加入的混合溶剂液面接近固定相顶部界面时，先用10 mL无水乙醇，后用10 mL氯仿淋洗胶质。当无水乙醇流进固定相3 mL时，取下承接芳香烃的称量瓶，换上承接胶质的称量瓶。将上述分离好的饱和烃和芳烃组分在温度35～40 ℃条件下空气浴挥发至干；而胶质和沥青质在55～60 ℃条件下挥发至干。

3.4GC-MS进样样品层析柱分离

待层析柱完全润湿后，将浓缩至约3 mL的原油虑液移入层析柱；用30 mL正己烷分6次淋洗得到饱和烃馏分；再用20 mL二氯甲烷和正己烷(比例2∶1)分4次淋洗得到芳烃馏分(注：第六次正己烷淋洗液接近固相时加入混合液进入固相3 mL时换上承接芳烃的三角瓶)。

饱和烃和芳烃溶液分别装入浓缩瓶，在35～40 ℃空气浴经浓缩至少于1 mL，转移至样品瓶中定容1 mL待测。正构烷烃测定前稀释100倍后测定，外标法定量分析。多环芳烃测定前稀释10倍后，取1 mL加入400 ng内标物，内标法定量分析。

4样品分析结果

对天津港采集的7种样品进行分析，分析结果列于表1中。

表1　样品分析结果　%

沥青质、饱和烷烃、芳烃、胶质四者含量占原油总量的81.76%～85.92%，其中饱和烷烃含量最高，占原油总量的33.11%～48.68%，芳香烃次之，占原油总量的16.60%～27.94%，胶质含量占原油总量的11.37%～20.66%，沥青质含量最低，仅占原油总量的1.71%～10.12%。