饱和烃中正构、异构烷烃的分离方法研究

【摘要】饱和烃样品是由原油或沥青A样品先经过中性层析硅胶、氧化铝吸脱附，用正己烷淋洗出来的。当饱和烃中异构烷烃含量很高时，由于柱分离效能的原因，不能完全将正、异构烷烃各组分分离。当饱和烃经过尿素络合分离后，就能将饱和烃中的正构、异构烷烃进行很好的分离开来。进而大大地提高了色谱数据的准确性。

【关键词】色谱分离 对比实验 尿素络合法

1 前言

岩样中氯仿沥青A以及沥青质、饱和烃、芳烃、非烃分离的定量分析，是石油地球化学分析中的基本分析项目。而经过硅胶、氧化铝色层柱分离出来的饱和烃样品通过气相色谱仪分离出碳数范围在C12-C40左右的色谱峰。当饱和烃样品中的异构烷烃含量高时，会影响正构烷烃的峰面积。使饱和烃色谱图中的主峰碳的位置发生偏移，从而影响OEP正构烷烃奇偶优势的计算。甚至影响到姥鲛烷、植烷的正确定量，使姥鲛烷/碳十七、植烷/碳十八、姥鲛烷/植烷等比值不太准确，对可溶有机物的组分不易全部了解。

2 实验部分

2.1 实验主要仪器和试剂

安捷伦6890N气相色谱仪

试剂：

正己烷（分析纯）；

碳酰二胺（尿素）；（分析纯）；

2.2 实验步骤

2.2.1样品的预处理

先称取沥青A样品或原油样于称量瓶中，加氯仿少许溶解，挥发至近干，缓慢加入正己烷，析出沥青质，沉淀过夜。将静置的滤液用短劲漏斗过滤，再将过滤后的滤液浓缩至5毫升左右，经硅胶、氧化铝色层柱分离，用正己烷淋洗出饱和烃组分。

2.2.2络合分离

待淋洗出来的饱和烃里的正己烷试剂全部挥发以后，称取一定量的饱和烃样品。用丙醇和水作溶剂加尿素于饱和烃样品中进行络合反应。根据尿素量的不同，分离出的异构烷烃含量略有不同。经过反复试验得出尿素的添加量。一般按尿素与样品以3∶1左右的比例加入。放置在恒温水浴锅上，让其反应时间大约2小时左右，反应温度控制在26℃左右。络合完后进行再分离。分离后的样品即可上气相色谱仪进行分析。

（1）络合分离的水浴温度的选择

采用络合法分离正构、异构烷烃时，不能为了加快反应速度而提高温度。那样会使得色谱峰范围变窄，轻烃损失。因而需要选择一个合适的温度。

实验表明，nC13在40℃时的蒸发率就超过恒重的误差范围，只要时间越长，在此温度下样品完全消失殆尽。nC14、nC15、nC16也分别在55℃、60℃时蒸发率超过恒重的误差范围。即使nC18、nC19、nC20在65℃时的蒸发率也分别达到了0.16；0.05；0.04。所得饱和烃图谱往往从C15- C16才出峰，以致造成姥鲛烷和植烷这些生物标志化合物含量失真，影响其在地质上的应用。因此，要得到低碳烃的图谱，最好选择水温26℃，所得饱和烃色谱峰提前至nC13就出峰，这样就保证了图谱的完整性。

（2）络合分离反应时间的选择

饱和烃是一种混合物。在不影响轻烃损失而又不需要反应时间太长的情况下，就需要一个合适的时间选择。见表1。

饱和烃经过络合分离后的气相色谱图与络合前的饱和烃气相色谱图进行比较。络合时间2小时左右；温度为25℃时所得出的色谱图与原来图谱基本一致。

3 色谱分离

将尿素络合后的样品用正己烷试剂溶解。用气相色谱仪测试。见表2。

4 实验结果的结论

经过尿素络合后岩样成熟度高的样品各组分相对含量变化不大，也不会产生明显的同位素分馏效应。在进行异构组分干扰较高的饱和烃组分相对含量或同位素分析时，可选择尿素络合法将其纯化。分离饱和烃中的正构、异构烷烃，能有效的提高图谱质量。特别是对于样品中异构含量特别高的饱和烃样品，能有效的去除大部分的异构烷烃。

参考文献

[1] 中华人民共和国石油天然气行业标准《岩石可溶有机物和原油族组分柱层析分析方法》

[2] 中华人民共和国石油天然气行业标准《饱和烃气相色谱分析方法》