壽幼平，喬建哲，董世培

(交通運輸部天津水運工程科學(xué)研究所 水路交通環(huán)境保護技術(shù)交通行業(yè)重點實驗室，天津300456)

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GC-MS方法對原油組分的測定

壽幼平，喬建哲，董世培

(交通運輸部天津水運工程科學(xué)研究所 水路交通環(huán)境保護技術(shù)交通行業(yè)重點實驗室，天津300456)

摘要：采用GC-MS方法對原油油氣中的瀝青質(zhì)、C8-C40飽和烷烴、芳烴、膠質(zhì)等進(jìn)行了分析。實驗結(jié)果表明：瀝青質(zhì)、飽和烷烴、芳烴、膠質(zhì)四者含量占原油總量的81.76%～85.92%，其中飽和烷烴含量最高，占原油總量的33.11%～48.68%，芳香烴次之，占原油總量的16.60%～27.94%，膠質(zhì)含量占原油總量的11.37%～20.66%，瀝青質(zhì)含量最低，僅占原油總量的1.71%～10.12%。

關(guān)鍵詞：原油；組分；瀝青質(zhì)；飽和烷烴；芳烴；膠質(zhì)

1引言

目前，國內(nèi)外對原油組分分析進(jìn)行了大量的研究工作[1]。由于原油組分非常復(fù)雜，研究目的不同，分離方法也不一樣。分離方法分為溶解度分離法、極性分離法、官能團分離法、醇堿萃取法等[2]。而不同的原油性質(zhì)不同，所含的膠質(zhì)、瀝青制裁的含量、組成等均有所不同。本文對天津港的代表性油品進(jìn)行采樣，分析其原油組分，為原油裝卸油氣回收技術(shù)提供技術(shù)支撐。

2樣品分析條件

多環(huán)芳烴色譜條件：進(jìn)樣口溫度280 ℃，不分流進(jìn)樣，進(jìn)樣量4 μL；色譜柱流量1.1 mL/min，恒流模式；升溫程序：70 ℃保持4 min，以10 ℃/min的速率升溫至300 ℃，保持2 min，以5 ℃/min的速率升溫至340 ℃保持直至所有組分流出。

正構(gòu)烷烴色譜條件：進(jìn)樣口溫度280 ℃，不分流進(jìn)樣，進(jìn)樣量1 μL；色譜柱流量1.1 mL/min，恒流模式；升溫程序：35 ℃保持1 min，以15 ℃/min的速率升溫至340 ℃，保持7 min直至所有組分流出。

質(zhì)譜條件：電子轟擊離子源(EI)，電離能量70 eV，離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；SCAN方式采集數(shù)據(jù)，質(zhì)量范圍40～500 m/z，選擇離子定量。

3樣品處理

3.1樣品的濃縮

準(zhǔn)確稱量50 mg左右原油裝入三角瓶，逐漸加入30 mL正己烷，完全混合后，靜置12 h，使試樣中的瀝青質(zhì)充分沉淀。將沉淀后的體系用塞有脫脂棉的漏斗過濾，用具塞三角瓶承接濾液，正己烷洗滌樣品瓶、漏斗和脫脂棉至濾液無色為止。再換上已恒重的稱量瓶承接瀝青質(zhì)，用氯仿溶解及洗滌稱樣三角瓶、漏斗和脫脂棉上的瀝青質(zhì)至濾液無色。經(jīng)過濾去除瀝青質(zhì)的濾液放在濃縮瓶中，在75 ℃空氣浴中蒸發(fā)濃縮至約3 mL。

3.2層析柱分離

采用干法裝柱，層析柱垂直置于22 ℃、濕度40 %的通風(fēng)櫥；層析柱底部填塞少量脫脂棉；依次加入4 g硅膠，2 g中性氧化鋁，2 g無水硫酸鈉，輕擊柱壁使固定相填充均勻，并立即加適量入正己烷潤濕層析柱。

3.3族組分分析層析柱分離

待層析柱完全潤濕后，將濃縮至約3 mL的原油濾液移入層析柱；用30 mL正己烷分6次淋洗得到飽和烴餾分；再用20 mL二氯甲烷和正己烷(比例2∶1)分4次淋洗得到芳烴餾分(注：第六次正己烷淋洗液接近固相時加入混合液進(jìn)入固相3 mL時換上承接芳烴的三角瓶)。

當(dāng)最后一次加入的混合溶劑液面接近固定相頂部界面時，先用10 mL無水乙醇，后用10 mL氯仿淋洗膠質(zhì)。當(dāng)無水乙醇流進(jìn)固定相3 mL時，取下承接芳香烴的稱量瓶，換上承接膠質(zhì)的稱量瓶。將上述分離好的飽和烴和芳烴組分在溫度35～40 ℃條件下空氣浴揮發(fā)至干；而膠質(zhì)和瀝青質(zhì)在55～60 ℃條件下?lián)]發(fā)至干。

3.4GC-MS進(jìn)樣樣品層析柱分離

待層析柱完全潤濕后，將濃縮至約3 mL的原油慮液移入層析柱；用30 mL正己烷分6次淋洗得到飽和烴餾分；再用20 mL二氯甲烷和正己烷(比例2∶1)分4次淋洗得到芳烴餾分(注：第六次正己烷淋洗液接近固相時加入混合液進(jìn)入固相3 mL時換上承接芳烴的三角瓶)。

飽和烴和芳烴溶液分別裝入濃縮瓶，在35～40 ℃空氣浴經(jīng)濃縮至少于1 mL，轉(zhuǎn)移至樣品瓶中定容1 mL待測。正構(gòu)烷烴測定前稀釋100倍后測定，外標(biāo)法定量分析。多環(huán)芳烴測定前稀釋10倍后，取1 mL加入400 ng內(nèi)標(biāo)物，內(nèi)標(biāo)法定量分析。

4樣品分析結(jié)果

對天津港采集的7種樣品進(jìn)行分析，分析結(jié)果列于表1中。

表1　樣品分析結(jié)果　%

瀝青質(zhì)、飽和烷烴、芳烴、膠質(zhì)四者含量占原油總量的81.76%～85.92%，其中飽和烷烴含量最高，占原油總量的33.11%～48.68%，芳香烴次之，占原油總量的16.60%～27.94%，膠質(zhì)含量占原油總量的11.37%～20.66%，瀝青質(zhì)含量最低，僅占原油總量的1.71%～10.12%。

參考文獻(xiàn)：

[1]林梅欽，楊紅生，喬愛軍，等.大慶原油活性組分及相關(guān)界面性質(zhì)[J] .石油大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2003，27(5)：92～95.

[2]嚴(yán)方，謝永杰.大慶原油四組分分析及界面性質(zhì)研究[J] .化學(xué)分析計量，2009，18(4)：20～24.

文章編號：1674-9944(2016)02-0088-02

中圖分類號：TE124.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

作者簡介：壽幼平(1985—)，女，浙江人，碩士，工程師，主要從事環(huán)境工程方面的研究工作。

基金項目：水運行業(yè)原油裝卸VOC排放清單建立及回用技術(shù)研究(編號：TKS140218)

收稿日期：2015-11-11