[发明专利]石油中芳香甾烷类化合物的全二维气相色谱定量分析法

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油样品中芳香甾烷类化合物的全二维气相色谱定量分析方法，尤其涉及石油样品中三芳甾烷类化合物的全二维气相色谱-飞行时间质谱的定量分析方法，属于石油样品分析技术领域。 

背景技术

芳构化甾烷对未熟到成熟范围内的原油具有高度的专属性。在生油窗的晚期，大多数其他的生物标志化合物参数作为成熟度指标已经失效，因为芳构化甾烷侧链的断裂比异构化更难发生，芳构化甾烷仍能准确的对原油的成熟度、沉积环境等进行判断。因此，芳构化甾烷类化合物对油气的勘探与开发具有重要的意义。 

芳构化甾烷类化合物同其它生物标志化合物一样，芳构化甾烷对生物体来说，在化合物组成上具有良好的继承性，能够较真实地反映出生油母质的真实面貌。芳构化甾烷与甾烷、萜烷相比，更为稳定、抵御生物降解能力更强，即使在强烈降解情况下，芳构化甾烷的组成也几乎不变，因此可用芳构化甾烷组成上的某些差异确认生油母质的类型；单芳甾烷与三芳甾烷三组不同碳数（C₂₆、C₂₇、C₂₈）化合物三角图是油源对比的好参数。 

三芳甾烷通常被认为是单芳甾烷深度受热后芳构化的产物，但也与有机质的原始输入有关。三芳甾烷的结构和异构化作用比单芳甾烷和甾烷更为敏感，在岩石和原油中的三芳甾烷受到一定的热力作用会发生长链同系物向短链同系物的转化，此转化在油气地球化学中具有重要意义，其分布状况能指示石油的成熟度与沉积环境，对石油勘探开发具有一定的指导作用。 

芳香族组分极其复杂，极性组分化合物种类多，非极性组分丰度较大。因此传统的单一非极性柱存在一定的局限性。如生物降解的原油无法检测、芳构化甾烷的分离度不够高、基线干扰明显、存在共溜峰和重叠峰等现象，影响着各成分的定性与定量。 

目前，国内外主要利用气相色谱-质谱分析原油样品中的芳构化甾烷，当原油样品利用柱层析进行族组分分离后，单芳甾烷与烷烃共溜严重；当测试原油样品时，单芳甾烷、三芳甾烷和甲基三芳甾烷类化合物与烷烃共溜均很严重。因此利用气相色谱-质谱测试结果可信度低，芳构化甾烷类化合物在油气地球化学中的运用受到了局限，迫切的需要一种能准确定量分析芳构化甾烷类化合物的方法。 

气相色谱-质谱存在峰容量不足、分辨率偏低等缺点，在分析复杂的原油样品时，尤其是芳香族组分时，峰共溜现象严重，使定性定量结果不准确。增加柱长可提高分离度，但也增加了分析时间和分析成本，因此通过增加柱长来提高分辨率的方法是十分有限的。 

气相色谱-质谱在分析全油组分（饱和烃族组分加芳香族组分）时，干扰更为显著。例如利用传统的前处理方法，单芳甾烷由于极性较小，易被正己烷洗脱下来，因此混在饱和烃组分中。利用气相色谱-质谱检测时，饱和烃与单芳甾烷会共溜出峰，影响单芳甾烷的定性与定量，因此单芳甾烷在对石油勘探与开发的作用受到了局限。 

发明内容

本发明提供了一种全二维气相色谱-飞行时间质谱对原油样品中芳香甾烷类化合物定量分析的方法，解决了背景技术中的不足，该方法既可以进行全油分析，也能进行族组分分析；其正交分离系统能够使极性差别较大的芳构化甾烷与烷烃完全分离开，因此可以很好的解决共溜峰、基线干扰、峰容量不足等问题，能够准确测定芳构化甾烷类化合物。 

实现本发明上述目的所采用的技术方案为： 

一种石油中芳香甾烷类化合物的全二维气相色谱定量分析法，包括以下步骤：（1）、将原油用溶剂充分溶解，浸泡10～14h后，用脱脂棉漏斗过滤后得到滤液，将滤液加热蒸发浓缩制得滤液浓缩液； 

（2）、将活化棉、细硅胶和氧化铝依次装入玻璃层析柱中，并在其中加入溶剂直至玻璃层析柱内的气泡彻底排出，然后将滤液浓缩液加入玻璃层析柱内，并加入溶剂，打开玻璃层析柱底部出口收集饱和烃族组分，收集完毕后向玻璃层析柱中加入二氯甲烷和溶剂的混合液，并打开玻璃层析柱底部出口收集芳香族组分； 

（3）、在盛放有饱和烃族组分的烧杯上以及盛放有芳香族组分的烧杯上盖上锡箔纸并置于通风橱中自然挥发干至恒重，并采用溶剂淋洗烧杯壁两次以上，所得淋洗液转移至气相色谱进样瓶中，并用氮气吹淋洗液，将淋洗液浓缩至浓度为5-10mg/ml，制得饱和烃族组分样品以及芳香族组分样品，将样品低温保存； 

（4）、采用全二维气相色谱仪对两个样品进行分析；用飞行时间质谱检测器对两个样品进行检测； 

（5）、对步骤（4）中得到的谱图进行数据处理，确定芳香甾烷的出峰位置，得到相应的保留时间和峰面积积分结果。