GC-MS在石油组分指纹信息分析中的应用.pdf

11 O 石油与天然气化工 CHEMI CAL ENGI NEE RI NG OF OI L GAS 2 O 1 5 GC - MS在 石油组分指纹信息分析 中的应用 邢 磊 王 以斌 张秀芳 张 琪 1 ． 国家海 洋局 第一海 洋研 究所 2 ． 青 岛科技 大学 摘 要 采 用 气相 色谱一 质谱 的方 法 对胜 利 油 田 的原 油组 分进 行 了定 性 分析 ， 同时利 用 碳优 势指 数 、 主碳峰和姥鲛烷与植烷的浓度之比等参数对原油指纹信息进行分析。通过组分分析 ， 共定性 了原油 中的 1 0 3种化合物， 其 中饱和链烷烃的质量分数为 8 9 ． 8 6 。通过指纹信息分析 ， 确定 了胜利油田原油 的成 熟度 高 碳优 势指 数 一1 ． 0 2 6 7 ， 母 质 类型 好 。原 油 沉 积环 境 属 于 海相 还 原 沉 积环 境 姥 鲛 烷 与植 烷 之 比 1 ． 2 。 因此 ， 这 3种 原油 生源均为海相有机质； 西藏、 大庆原油 1 - 1 7 1 ， 说 明此 两 种原 油形 成 于 较 氧 化 的环 境 ， 而 胜 利 原 油 1 。 因此 ， 胜 利 原油形 成 于较 还原 环境 。虽 然西 藏 、 大 庆及 胜 利原 油 的相似 度较 高 ， 但 还 是在 某些 方面 存在 差别 ， 而这种差别就为海上溢油鉴别提供了理论依据 。 此 外 ， 由于原油 样 品用正 己烷溶解 ， 可能造 成 很多 芳香烃以及其他重组分没有充分溶解 。同时， 又由于 这些组分的气化温度比较高以及质谱碎片特征峰不明 显 。所 以 ， 本 实验 对芳 香 烃 和 其 他 重 组 分 的定 性 与 分 析并 不全 面 。F r y s i n g e r 等[ 1 2 ] 利用 GCGC方 法 从 汽 油 中定性 了 多个芳 烃及 重组 分 烃 类 ， 周佩 瑜 等[ 2 也 已 利用 多环 芳 烃油 指 纹进 行 了海 洋 溢 油 的鉴 定 。因此 ， 使用反相液相色谱及 G CGC对芳香烃和其他重组 分 的定性 与 分析 也将 在后 续研 究 中陆续 开 展 。 3 结 论 通过 G C MS谱 图解析 ， 定性 了胜利 油 田原 油 中 的 1 0 3种化合物 ， 给 出了各组分的质量分数 。组 分分 析 结果 表 明 ， 采 用 GC MS色 谱 的 方 法 能 够 将 原 油 中 的饱 和烷 烃 分离 开 ， 可 以精 确 地 定 性 和 定 量 原油 中 的 饱 和烷烃 。 本文 所 选 的饱 和链 烷 烃 指 纹 信 息 参 数 C ⋯ 、 cP 、 C2 1 4 - C 、要 、 能 够 有 效 地 反 映 胜 利 油 田 中原 油 的饱 和链 烷 烃 分 布 特 征 。指 纹 信 息 的 结 果 表 明 ， 胜利 油 田原油 属 于 成熟 度 高 、 母 质类 型好 、 海 相还 原 环境 的 原 油 。对 胜 利 油 田指 纹 信 息 进 行 分 析 的 结 果 ， 可 以为海 上溢 油 的事故 鉴别 及处 理 提供数 据基 础 。 参 考 文 献 [ 1 ]AL I M A，S I D DI QUI M A B，Z AI DI S M J ．T h e r ma 1 a n a l y s i s。 f c r u d e o i l s a n d c o mp a r i s o n wi t h S I M DI ST a n d TBP di s t i l l a t i 0 n d a t a 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 4 4卷第 6 期 邢 磊 等G C MS在石油组分指纹信息分析 中的应用 1 1 5 [ J ] ．J o u r n a l o f T h e r ma l An a l y s i s a n d C a l o r i me t r y ，1 9 9 8 ，5 1 1 3 0 7 3 1 9 ． [ 2 1倪张林 ，马启 敏，富丽锟 ，等．利用 G C和 GC ／ MS对溢油 风化 的 鉴定 [ J ] ．环境化 学，2 0 0 8 ，2 7 2 2 5 6 2 5 9 ． [ 3 3 s c H0E NMAKE Rs P J ，OOMEN J L M M，B L OMB E RG J ，e t a 1 ． Co m p a r i s o n of c o m p r e h e ns i v e t wo di me n s i o n a l g a s c h r o ma t o g r a p hy a n d g a s c h r o m a t o g r a p h y ， ma s s s p e c t r o m e t r y f o r t he c h a r a c ． t e r i z a t i o n o f c o mp l e x h y d r o c a r b o n mi x t u r e s[ J ] ．J o u r n a l o f C h r o m a t o g r a p h y A ，2 0 0 0 8 9 2 2 9 4 6 ． [ 4 ]关亚风 ，赵景红 ， 刘 文民， 等．油 品族 组成 的详 细分析 和燃油 中芳 烃 的分析[ J ] ．色谱 ，2 0 0 4 ， 2 2 5 5 0 9 5 1 4 ． [ 5 3杨佰娟 ，郑立 ，张魁英 ，等．TL C ／ F I D分 析原油 S ARA组 成方 法 研究[ J ] ．石油与天然气化工 ，2 0 1 1 ，4 0 2 2 0 1 2 0 3 ． [ 6 ]AP F F E L J A，MC NAI R H．Hy d r o c a r b o n g r o u p t y p e a n a l y s e s b y o n l i n e m u l t i d i me n s i o n a l c hr o m a t o g r a p h y I I ． Li q u i d c h r o ma t o g r a p h y g a s c h r o ma t o g r a p h y[ J ] ．J o u r n a l o f C h r o ma t o g r a p h y A，1 9 8 3 2 7 9 l 39 - 1 4 4 ． [ 7 ]S E L UC KY M L ．Qu a n t i t a t i v e c l a s s s e p a r a t i o n o f c o a l l i q u i d s u s i n g t h i n l a y e r c h r o ma t o g r a p h y wit h f l a me l i o n i z a t i o n d e t e c t i o n [ J ] ． Li q u i d s ，1 9 8 5 2 0 5 46 5 5 1 ． [ 8 ]KARL S N D A，L ATT E R S R．An a l y s i s o f p e t r o l e u m f r a c t i o n s b y TL C - F I D a p p l i c a t i o n t o p e t r o l e u m r e s e r v o i r d e s c r i p t i o n[ J ] ．Or g a n i c Ge o c h e m i s t r y，1 9 9 1，1 7 5 6 0 3 6 1 7 ． [ 9 1 F RY S I NG ER G S ，GAI NE S R B，X U L，e t a 1 ．Re s o l v i n g t h e u n r e s o l v e d c o mp l e x m i x t u r e i n p e t r o l e u m c o n t a mi n a t e d s e d i m e nt s [ J ] ．E n v i r o n me n t a l S c i e n c e a n d Te c h n o l o g y ，2 0 0 3 ，3 7 8 1 6 5 3 1 6 62 ． [ 1 0 ]P AL R， J UHAS Z M，S T UMP F A， e t a 1 ．D e t a i l e d a n a l y s i s o f h y d r o c a r b o n g r o u p s i n d i e s e l r a n g e p e t r o l e u m f r a c t i o n s wi t h o n l i n e c o u p l e d s up e r c r i t i c a l f l u i d c h r o m a t o g r a p h y g a s c hr oma t o g r a p h y - ma s s s p e c t r o me t r y[ J 1 ． J o u r n a l o f C h r o ma t o g r a p h y A，1 9 9 8 8 1 9 2 4 9 2 5 7 ． [ 1 1 ]WANG z D，F I NGA S MER V．De v e l o p me n t o f Oi l Hy d r o c a r b o n F i n g e r p r i n t i n g a n d I d e n t i f i c a t i o n t e c h n i q u e s E J ] ．Ma r i n e P o l l u t i o n Bu l l e t i n，2 0 0 3 4 7 4 2 3 4 5 2 ． [ 1 2 ]F R YS I NGE R G S， GAI NE S R B， L E DF OR D E B， e t a 1 ．Qu a n t i t a t l v e d e t e r mi n a t i o n o f BTEX a n d t o t a l a r o ma t i c c o m p o u n d s i n g a s o l i n e b y c omp r e h e ns i v e t wo d i m e ns i o n a l ga s c h r o ma t 0 g r a p hy GC X G C[ J ] ．J o u r n a l o f Hi g h Re s o l u t i o n C h r o ma t o g r a p h y ， l 9 9 9，2 2 4 1 9 5 1 9 9 ． [ 1 3 ]B EE NS J ，T I J S S E N R ．An o n - l i n e c o u p l e d HP L C - HR GC s y s t e m f o r t h e q u a n t i t a t i v e c ha r a c t e r i z a t i o n o f o i l f r a c t i o n s i n t h e mi d d l e d i s t i l l a t e r a n g e[ J ] ．Mi c r o c o l u mn S e p e r a t i o n s ，1 9 9 5 ，7 4 3 4 5 3 5 4 ． [ 1 4 ]WANG Z D，F I NGAS M， P AG E D S ．Oi l s p i l l i d e n t i f i c a t i o n[ J ] ． J o u r n a l o f Ch r o ma t o g r a p h y A，1 9 9 9 8 4 3 3 69 4 1 2 ． [ 1 5 ]孙 培艳 ，包木太 ，王鑫平 ，等．国内外溢油 鉴别及油指纹库 建设 现状及应用E J ] ．西安石油大学学报 自然科 学版 ，2 0 0 6 ，2 1 5 7 2 7 8 ． [ 1 6 ]曹立新 ， 于沉鱼 ， 林伟 ， 等．美 国海岸警备队的溢油鉴别 系统[ J ] ． 交通环保 ，1 9 9 9 ， 2 O 2 3 9 4 2 ． [ 1 7 1邢磊．胜利 油田原 油组分 的分析及石油降解菌的筛选[ D] ．青 岛 青岛科技大学 ，2 0 1 0 ． r 1 8 ]P HI L I P G T．Th e i n f l u e n c e o f ma r i n e a n d t e r r e s t r i a l s o u r c e ma t e r i a l o n t h e c o mp o s i t i o n o f p e t r o l e u m [ J ．Ge o c h i mi c a e t Co s mo c hi mi c a Ac t a，1 9 7 4，3 8 6 9 4 7 9 6 6 ． [ 1 9 ]王培荣 ， 周光 甲．生物标 志物地球 化学[ M] ．北京 石 油工业 出版 社 ，1 9 9 31 2 O 一 1 2 8 ． [ 2 o ]P OWE L L T，MCKI RD Y D M．R e l a t i o n s h i p b e t we e n r a t i o o f p r i s t i n e t o p h y t a n e，c r u d e o i l c o m p o s i t i o n a nd g e o l o g i c a l e nv i r o n me n t s i n Au s t r a l i a口] ．Na t u r e ，1 9 7 3 2 4 3 3 7 3 9 ． [ 2 1 1 S E I F E R T W K， MOL D OWAN J M．Th e e f f e c t o f b i o d e g r a d a t i o n o n s t e r a n e s a n d t e r p a n e s i n c r u d e o i l s[ J ] ．G e o c h i mi c a e t C o s mo c h i m i c a Ac t a ，1 9 7 9，4 3 1 l 1 1 - 1 2 6 ． [ 2 2 ]刘星 ，王震 ，马新东 ，等．常见亚非原 油饱和链烷烃分 布特征及 主成分分析[ J ] ．环境 污染与 防治 ，2 0 0 9 ， 3 1 8 4 1 4 5 ． [ 2 3 ]王琳娜．胜利原油 的气相色谱指纹鉴别及其模拟风化研究 J ] ．中 国石油和化工标 准与质量 ，2 0 1 3 8 2 1 2 2 ． [ 2 4 ]周佩瑜 ，陈畅 曙，胡平 ，等．多环芳 烃油指纹应用 于船舶溢油鉴 别研究[ J ] ．海洋学报 ， 2 0 1 4 ，3 6 1 2 9 1 1 0 2 ． 收稿 日期 2 0 1 5 0 6 1 5 ； 修 回日期 2 0 1 5 0 9 1 5 ； 编 辑 钟 国利 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m