[发明专利]一种对石油中烃类化合物进行软电离直接质谱分析的方法

说明书

本发明提供了一种对石油中烃类化合物进行软电离直接质谱分析的方法，该方法包括以下步骤：采用实时直接分析离子源对石油样品进行软电离，然后进行直接质谱检测；其中，进行软电离时，直接实时分析离子源选用正离子模式，载气为氩气，进样方式为样品流辅助进样；根据质谱检测结果对石油中烃类化合物的类型进行区分，所述类型包括链烷烃、环烷烃和芳香烃类。本发明提供的方案可以便捷、深入提供石油中链烷烃、环烷烃和芳香烃的分子组成分布信息，从而为石油性质的判断，石油的加工提供理论上的指导，在石油开采和加工领域都有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于石油分子组成分析技术领域，具体涉及一种对石油中烃类化合物进行软电离直接质谱分析的方法。

背景技术

烃类化合物是石油主要的组成部分，含量约占50％-90％不等。石油中的烃类化合物包括链烷烃、环烷烃和芳香烃等，广泛的分布在石油的各个馏分中。对石油烃类进行表征，得到其分子组成信息，有助于我们了解石油的性质，并对合理炼制石油提供指导。

目前常用的石油烃类分子组成表征方法是气相色谱-质谱技术(GC-MS)。但由于气相色谱要求气相进样，而原油以及大部分馏分油的沸点均高于色谱柱所能承受的最大柱温，且高温下油品可能发生裂解，因此，该方法只适用于一些沸点较低的油品(如汽油)。此外，石油及其馏分油组成成分复杂，色谱的分离效率达不到单体分离的要求，这也是该技术目前的缺点之一。

对于组成复杂且沸点较高的馏分油以及原油，目前常用的方法是使用高分辨率的质谱进行表征，离子化技术是该方法的关键。但现有的离子化技术均无法实现同时对所有类型的烃类直接进行表征。电喷雾电离源(ESI)在石油分子组成表征中应用甚广，但其只能电离极性的化合物，对于非极性或弱极性的烃类化合物，需采用衍生化的方法将烃类转化为极性的物质，再进行检测。这种衍生化方法只适用于少数烃类化合物，且操作复杂，费时较长，复杂的转化过程会导致结果有一定的偏差。大气压光致电离源(APPI)，只能分析石油中的芳香烃，但不能电离石油中的链烷烃和环烷烃。场解吸电离源(FI/FD)，理论上能够电离非极性的烃类，但由于目前没有稳定的与高分辨的质谱联用的方法，因此也不适用于石油中烃类化合物的分析。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种对石油中烃类化合物进行软电离直接质谱分析的方法。

本发明的另一目的是提供一种对石油中烃类化合物进行软电离直接质谱分析的系统，以及配套进样装置。

为达到上述目的，本发明提供了一种对石油中烃类化合物进行软电离直接质谱分析的方法，该方法包括以下步骤：

采用实时直接分析离子源对石油样品进行软电离，然后进行直接质谱检测；其中，进行软电离时，直接实时分析离子源选用正离子模式，载气为氩气，进样方式为样品流辅助进样；

根据质谱检测结果对石油中烃类化合物的类型进行区分，所述类型包括链烷烃、环烷烃和芳香烃类。

正如背景技术部分介绍的那样，对于石油中全类型烃类的分子层次检测，现有技术无法实现。直接实时分析(DART)作为一种等离子体电离源，具有直接、快速分析的特点，从已报道研究工作可总结出DART的电离极性涵盖较广，能够兼顾电离极性和弱极性的化合物，从电离机理角度分析适用于烃类化合物的分析，但目前尚未有文献的报道。DART电离源是常温常压敞开式电离源，其电离机理较为复杂，是多因素协同作用的结果。发明人在研究中发现：将DART标准配备的工作气体氮气或氦气更换为另外一种惰性气体，氩气，并结合样品流辅助进样，在正离子模式下，选用合适的电离溶剂介质和其它电离条件，石油中的烃类化合物可被直接软电离。