氣相色譜在進(jìn)口原油分類鑒別中的應(yīng)用

李冬 周波 亓秉哲

(1.黃島出入境檢驗(yàn)檢疫局 山東青島 266555;2.濟(jì)南出入境檢驗(yàn)檢疫局)

1 前言

原油是一個(gè)復(fù)雜的多組分混合物，不同國(guó)家和地區(qū)乃至不同采油層的原油品質(zhì)都會(huì)有差異［1］。飽和烷烴是原油和沉積巖中普遍含有的穩(wěn)定成分，它的組成特點(diǎn)與石油原始有機(jī)質(zhì)的性質(zhì)密切相關(guān)，并隨著有機(jī)質(zhì)的成熟演化而明顯地呈規(guī)律性變化。因此，借助色譜分析技術(shù)對(duì)飽和烷烴的組成特點(diǎn)進(jìn)行研究，既可以為原油的分類鑒別提供寶貴的資料［2］，也可以對(duì)港口溢油的鑒別提供依據(jù)［3，4］。本文采用氣相色譜方法對(duì)山東口岸進(jìn)口的主要9種原油中飽和烷烴進(jìn)行定量分析，通過其指紋信息并結(jié)合理化項(xiàng)目指標(biāo)對(duì)不同產(chǎn)區(qū)的原油進(jìn)行分類鑒別。

2 材料與方法

2.1 材料

2.1.1 樣品及主要試劑

A1－A9為取自不同國(guó)家的進(jìn)口原油品種，其物理屬性及所屬國(guó)家和油種見表1。

表1 9種進(jìn)口原油編號(hào)、國(guó)家、油種及物理屬性(2009－2010年)

(續(xù)表)

正己烷:色譜純。

2.1.2 主要儀器

氣相色譜儀:Agilent 6890，配用氫火焰離子化檢測(cè)器(FID)和30 m×0.32 mm的DB－5MS毛細(xì)管色譜柱;層析柱:裝有3g活化硅膠，0.154－0.098 mm，青島海洋化工廠。

2.2 方法

2.2.1 氣相色譜分析前準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)

分別取0.2 g原油樣品溶于10 mL正己烷中，以3000 r/min速度離心3min。取0.2 mL上層離心液，加入裝有3g活化硅膠的層析柱中，用15 mL正己烷洗出脂肪烴，洗出液用濃縮器在氮吹儀上濃縮至0.9 mL，加入100μL相應(yīng)的內(nèi)標(biāo)后，用于氣相色譜分析［3］。

2.2.2 氣相色譜分析條件

載氣:氦氣，2.5 mL/min;進(jìn)樣口溫度:290℃;檢測(cè)器溫度:300℃;升溫程序?yàn)?50℃保持2 min，以6℃/min的速度升到 300℃保持 16 min;進(jìn)樣量:1μL。

3 結(jié)果與討論

3.1 原油中飽和烷烴分布特征

A1－A9原油中的飽和烷烴分布譜圖見圖1。從圖1可見，相同地區(qū)油種之間某些組分的含量比較相似，不同地區(qū)原油品種組分含量存在明顯差別，這些差別可以作為原油的產(chǎn)區(qū)特征加以鑒別。

圖1 9種原油飽和烷烴分布圖

通過對(duì)9種原油飽和烷烴進(jìn)行分析可以看出，A2、A3、A4具有相似的飽和烷烴分布規(guī)律;A1、A6、A7、A8飽和烷烴具有相似的分布規(guī)律;A5和A9飽和烷烴的分布規(guī)律較為特殊。

3.2 特征信息的分析

原油的碳族組分構(gòu)成與其生成條件具有一定關(guān)系，也會(huì)對(duì)其加工工藝帶來一定影響。根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)中飽和烷烴的特征分析發(fā)現(xiàn)，雖然油種不同，但是同一地區(qū)的原油飽和烷烴具有相同的特點(diǎn)，其碳鏈成分分布趨勢(shì)相同。如安哥拉SAXI、MONDO和KISSANJE原油均屬于安哥拉采油區(qū)15號(hào)區(qū)，而中東地區(qū)的阿聯(lián)酋UPPER ZAKUM原油、沙特重質(zhì)原油和伊朗重質(zhì)原油均屬于中東海灣地區(qū)(見圖2［5］、3［6］)。不同產(chǎn)油區(qū)原油的飽和烷烴分布具有一定的相似性和規(guī)律性(見圖4、5)。

圖2 安哥拉原油采區(qū)圖

圖3 中東地區(qū)原油采區(qū)圖

圖4 中東地區(qū)原油飽和烷烴組分分布趨勢(shì)

圖5 安哥拉地區(qū)原油飽和烷烴組分分布趨勢(shì)

通過這兩大產(chǎn)區(qū)不同原油的餾程分析，可以發(fā)現(xiàn)中東地區(qū)的原油初餾點(diǎn)偏低，普遍在40℃以下;而安哥拉15產(chǎn)區(qū)的原油初餾點(diǎn)相對(duì)偏大，普遍高于42℃。這可以通過安哥拉和中東地區(qū)油種飽和烷烴組分分析中C7－C9所占比重結(jié)果得以驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明飽和烷烴組分分析可作為區(qū)分原油產(chǎn)地的重要依據(jù)。

4 結(jié)論

通過比較不同國(guó)家進(jìn)口的9種原油樣品氣相色譜信息，表明不同產(chǎn)區(qū)的飽和烷烴組分信息具有各自明顯的特征，可以據(jù)此區(qū)分不同產(chǎn)區(qū)的原油。從實(shí)驗(yàn)中可以看出產(chǎn)自安哥拉、中東地區(qū)、赤道幾內(nèi)亞以及巴西的原油具有不同的飽和烷烴分布特征，對(duì)進(jìn)口原油的分類鑒別提供重要依據(jù)。

［1］侯祥麟.中國(guó)煉油技術(shù)［M］.中國(guó)石化出版社，1991，6.

［2］成前輝，楊麟科.氣相色譜法測(cè)定原油中的飽和烷烴組分［J］.分析儀器，2002，4:26 －28.

［3］周青，趙玉慧.氣相色譜用于渤海采油平臺(tái)原油的鑒別［J］.海洋科學(xué)，2009，33:51 －55.

［4］劉星，王震.常見亞非原油飽和鏈烷烴分布特征及主成分分析［J］.環(huán)境污染與防治，2009，8:41 －45.

［5］http://www.bp.com/sectiongenericarticle.do?categoryId=9020 730＆contentId=7038357

［6］http://www.totsa.com/pub/crude/mrc.php?iback=0＆rub=21