基于液相色谱的原油组分分离及界面性能研究北大核心CSCD

目的对原油进行组分分离,结合界面张力测试结果和结构组成特征分析,进行原油不同组分与表面活性剂之间的界面活性研究。方法采用制备液相色谱技术对原油进行组分分离,考查原油及原油不同组分与阴离子表面活性剂磺酸盐和两性离子表面活性剂甜菜碱之间的界面张力变化趋势;采用气相色谱-质谱方法对原油不同组分的主要结构特征进行分析和对比。结果采用疏水型反相色谱填料,梯度洗脱方式,制备色谱可以将原油分离为6种结构组成差异较大的不同组分;以重烷基苯磺酸盐为表面活性剂时,不含芳烃的4种组分可产生超低界面张力(<1.0×10^(-3)mN/m),含少量芳烃的一种组分接近超低界面张力(~1.0×10^(-3)mN/m);以硫代甜菜碱-12为表面活性剂时,富含芳烃的一种组分可产生超低界面张力(<1.0×10^(-3)mN/m)。结论表面活性剂结构类型不同,产生超低界面张力对应的原油组分亦不同,原油组分与表面活性剂之间的界面活性关系较为复杂。     

神木低温煤焦油中含氧化合物的分析与鉴定

采用酸碱分离和萃取色谱分离方法将陕西神木地区低温煤焦油分离为酸性组分、碱性组分和5个中性组分。采用气相色谱-质谱(GC-MS)和负离子电喷雾傅里叶变换离子回旋共振质谱(ESI FT-ICR MS)鉴定了神木低温煤焦油酸性组分、中性组分4和中性组分5中含氧化合物的组成与分布。结果表明,神木低温煤焦油酸性组分中含氧化合物主要包括苯酚、茚满酚、萘酚、联苯酚、芴酚、菲酚类化合物;中性组分4和中性组分5中含氧化合物主要包括C₁₀-C₂₉脂肪酮和少量芳香酮。神木低温煤焦油中含氧化合物主要有O₁、O₂、O₃、O₄、O₅、O₆类化合物,其中O₂类化合物相对丰度最高。     

不同沉积环境煤的低温煤焦油的性质表征

对两种低温煤焦油进行了基础物性分析,采用双球计量管法测定了低温煤焦油馏分中的酚含量,用溶剂萃取法将120～320℃的馏分分离为酸性组分、碱性组分和中性组分,并用气相色谱-质谱联用仪对各组分进行定性分析。实验结果表明,两种低温煤焦油中碱性组分含量很少(质量分数分别为1.23%和1.41%),酸性组分和中性组分含量较高;弱还原程度的陕北煤的低温煤焦油中,酸性组分的质量分数为25.19%,中性组分中二甲基萘的质量分数为10.72%;强还原程度的淮南煤的低温煤焦油中,酸性组分的质量分数为15.82%,中性组分中二甲基萘的质量分数高达16.49%;不同还原程度的煤低温热解焦油性质存在较大的差异。     

低酸高酚原油的分子组成与界面活性关系分析

针对低酸高酚原油自发形成油包水乳状液的现象,通过柱层析法对原油进行组分分离,利用红外光谱(FT-IR)和静电场轨道阱质谱(Orbitrap MS)进行分子组成分析和定量表征,并根据原油组成,系统研究原油组分与重烷基苯磺酸盐、NaCl和NaHCO₃溶液之间的界面活性。研究表明：低酸高酚原油中酚类化合物含量较高,胶质中的链式脂肪酸是原油的关键活性组分,石油酸脱除后油水界面张力显著上升。在碱性水体中,各酸性组分均可以降低界面张力;而在其他水体中,酚类化合物界面活性低,只有极性较强的羧酸类化合物能降低界面张力。     

孤岛原油乳化活性组分剖析

对孤岛原油地组分分离,对从原油中分离出的界面活性,胶质和沥青进行了分离和结构初步鉴定,研究了他们的碱水乳化性能。结果表明原油组分的乳化活性随着极性的增强而增强。脂肪有机酸是孤岛原油界面活性牺牲地的主要组分。     

辽河原油活性组分的分离、分析及界面活性

采用柱色谱分离方法对辽河原油进行了分离,测定了原油各组分与碱的乳化和界面张力性质,还采用多次萃取的方法从辽河原油中分离出酸性活性组分并研究了该组分与碱的相互作用,对该组分进行了结构鉴定。     

一种低温煤焦油的高分辨核磁共振研究

对新疆低温煤焦油抽提得到的酸性组分、碱性组分、中性组分及柱分离中性组分得到的不同极性组分进行1 H NMR和13 C NMR表征,同时利用无畸变极化转移增益法对不同类型的碳进行了归属。结果表明,新疆低温煤焦油是一种结构复杂的化合物,其中含有大量的亚甲基碳、次甲基碳等油潜力碳,可加工成汽油、柴油等高附加值的燃料油;酸性组分中含有大量的酚基,可提取酚类化工原料;中性组分以多烷基芳烃化合物为主,可用于生产芳烃等有机化合物。低温煤焦油是一种有价值的化工原料,同时,高分辨NMR为低温煤焦油的结构研究提供了一种可靠的表征手段,具有一定的研究意义。     

原油族组分的分离及检测方法

比较了SY/T5119—2008方法、原油族组分柱色谱分离常规方法和EPA3611方法等柱色谱法对原油族组分的分离效果;并在EPA3611方法的基础上,建立了一种新型原油族组分柱色谱分离方法(简称改良方法),改良方法以较少氧化铝为固定相,以正己烷、正己烷与二氯甲烷混合溶剂(体积比3∶1)、无水乙醇为洗脱液分别洗脱出原油中饱和烃、芳烃、胶质组分,达到较好分离原油族组分的目的。同时建立了TLC/FID评价原油族组分柱色谱分离效果的方法。用TLC/FID技术评价了4种柱色谱法分离原油族组分的效果。实验结果表明,较其他3种方法相比,改良方法的分离效果好、溶剂用量少、分析时间短、操作简便;同时,TLC/FID技术可一次性检测柱色谱分离的4种族组分,具有快速、微量等特点,可用于原油族组分柱色谱分离效果的监测。     

原油组分对无碱二元驱用表面活性剂界面张力的影响

为探索无碱二元驱配方的本质,寻找原油中对配方起主要作用的组分及含量,开展了原油组分对表面活性剂界面张力影响研究.应用原油分离提纯技术、GC-MS、红外光谱和核磁共振分析方法,从原油中分离制备出石油酸,表征了组分结构,研究了石油酸组分相互构效关系,并测量其与表面活性剂间界面张力.实验结果表明,该原油组分中石油酸是影响界面...     

稠油开采微生物的生理生化特征及其对原油特性的影响

从原油及含油污水中分离并培育出一株能有效地降解稠油中重质组分的菌株3-28,其生理生化特征和分子鉴定结果表明,该菌株属于微杆菌属(Microbacterium)。用该菌株对渤海和新疆等油田的稠油进行了微生物降解实验,分析了细菌降解对原油粘度等物理特征的改变及其对饱和烃、芳烃以及胶质、沥青质各组分在原油中相对含量和内部组成的影响。结果表明,该菌株降解作用使原油性质发生了明显变化:渤海绥中36-1油田的原油粘度降低24.9%,凝固点降低5.2℃;克拉玛依油田的原油粘度降低32.4%,凝固点降低7.7℃;绥中36-1油田的原油中饱和组分和芳烃组分含量增加8.0%,克拉玛依油田的原油增加21.4%;沥青质含量分别降低了37.5%和58.7%。原油组成也发生了一定的变化,原油饱和烃轻、重组分比值增加,改善了原油的理化特征。     

胜利原油活性组分对其与烷基苯磺酸盐溶液组成的体系油-水界面张力的影响

 采用柱色谱四组分分离方法(SARA)对胜利原油进行分离,依次得到沥青质、饱和分、芳香分和胶质;采用碱醇液法萃取胜利原油得到其酸性组分,测定了各原油活性组分模拟油与烷基苯磺酸盐配制的系列标准溶液组成体系的油-水界面张力。结果表明,原油的酸性组分在低质量分数时通过改变油相的等效烷烃碳数（EACN）影响体系的油-水界面张力;高质量分数时则与表面活性剂混合吸附,使得体系油-水界面张力大幅度升高。胶质对其模拟油-表面活性剂标准溶液体系的油-水界面张力的影响与酸性组分的规律一致;沥青质的界面活性弱于酸性组分,混合吸附能力较弱,高质量分数时使体系油-水界面张力小幅度升高;饱和分和芳香分只影响油相的性质。     

基于烃组成分离的原油催化裂解反应探究

随着炼油行业高质量发展,石油资源加工将更加追求分子利用效率和全价值链优化与管理。从烃分子结构管理角度入手,尊重原油中原生分子结构,以产品分子结构为导向,通过原油组分分离,使催化裂解原料中优势组分富集,以提高催化反应效率与过程选择性。详细研究了原油馏分油组分分离前后的催化裂解反应性能,提出原油组分分离-催化裂解技术方案。中间基科威特原油经组分优化后,低碳烯烃和轻芳烃的总产率达42%以上,实现了原油组分“宜烯则烯,宜芳则芳”,从分子角度最大化地利用了原油资源。     

棒状薄层色谱法在煤焦油组成分析中的应用

建立了快速测定煤焦油组成的棒状薄层色谱—氢火焰离子化检测法(TLC-FID),分别对样品溶剂、展开剂、展开距离等实验条件进行研究.结果表明,使用3种展开剂可以将煤焦油样品中饱和烃、芳香烃、胶质、沥青质较好地分离开,第1展开剂为正庚烷,第2展开剂为甲苯,第3展开剂为二氯甲烷,并用棒状薄层色谱法检测煤焦油组成较为合适.该方法可用于煤焦油生产企业快速检测煤焦油组成的变化.     

中温煤焦油中Fe和Ca分布规律的研究

以陕北某焦化厂的中温煤焦油为原料,对煤焦油中金属Fe和Ca的分布形态进行了研究,采用柱层析法和溶剂抽提法对煤焦油进行组分分离,通过酸萃取对煤焦油沥青质中的金属Fe和Ca进行转移,对得到的沥青质进行元素分析、凝胶渗透色谱分析、~1H NMR、FTIR等分析表征。实验结果表明,溶剂抽提法优于柱层析法,采用溶剂抽提法对煤焦油进行分离得到的沥青质芳香度较高,煤焦油中含有27.06%(w)的沥青质,沥青质中的金属Fe和Ca含量(w)高达67.19%和63.70%。表征结果表明,金属Fe和Ca多以羧酸盐和酚盐的形式存在,Fe和Ca还可能与N,O,S等杂原子配位结合;沥青质分子间、杂原子间存在的π-π相互作用使金属结合更牢固。     

碱水驱油原油中乳化活性组分的研究

本文用综合分离分析方法对大港、胜利、玉门油田某些原油的碱驱乳化活性组分进行了探讨。研究确定有机酸是可乳化原油中的乳化活性组分,其余则尚须进一步研究,原油中的不乳化组分会影响原油-碱水乳状液的性质;在所研究的原油中,大港 YL 原油最适于碱驱。     

乙醇胺与胜坨油田坨28 区块原油活性组分 相互作用对动态界面张力的影响

为明确胜坨油田坨28区块原油中活性组分与有机碱乙醇胺间的相互作用对动态界面张力的影响,采用SARA四组分分离方法对坨28区块原油进行分离,获得饱和分、芳香分、胶质和沥青质等组分;利用醇碱萃取法获得酸性组分;通过旋转滴界面张力仪测定了乙醇胺与坨28区块原油活性组分模拟油间的动态界面张力。研究结果表明:酸性组分是原油的主要活性组分,其质量分数及结构对有机碱与原油间界面张力的行为具有关键性影响,体系动态界面张力的最低值可达10-2m N/m数量级;酸性组分质量分数越大,低界面张力维持时间越长。对于坨28区块原油,与乙醇胺作用的难易顺序为:酸性组分最强,胶质次之,沥青质、饱和分和芳香分与之作用比较微弱。     

GC-MS法快速测定原油中沸点低于540℃馏分的详细烃组成

以原油为研究对象,根据Robinson原理,将GC-MS技术与现有各烃类组成测定的ASTM标准方法相结合,在无需对油样进行前处理的情况下,直接采用GC-MS法分析原油组成,建立了一种快速分析原油中沸点低于540℃馏分的详细烃组成的方法。对于原油中沸点低于180℃(n-C11之前)的石脑油组分依据标准方法直接进行定性定量分析;对于沸点在180~540℃(n-C11~44)的柴油和蜡油馏分,研究了其分离后的纯饱和烃和纯芳烃的断裂质谱图,建立了饱和烃模型适合法和基线法,即将未分离原油的质谱图分为饱和烃谱图和芳烃谱图,从而实现了不需物理预分离而直接得到饱和烃和芳烃的详细烃组成,其中包括4类饱和烃、12类芳烃和3类噻吩等详细烃组成,该结果符合相应ASTM标准方法的再现性要求。     

石油中不同环数芳烃化合物的精细分离和制备

石油族组分的分离和制备过程是后续分子组成、同位素分析的基础。由于同分异构体多，传统技术制备的芳烃化合物组分仍然无法满足单体化合物的同位素分析要求。采用两种不同的分离方案对原油中的多环芳烃进行精细的分离和制备，其中“一步法”是直接将脱沥青质的原油样品经过一次氧化铝/硅胶层析柱，用不同体积比的石油醚/二氯甲烷混合溶剂进行洗脱；“两步法”先将原油采用常规的族组分分离方法得到芳烃馏分，再将芳烃馏分经氧化铝层析柱，用不同比例的石油醚/二氯甲烷混合溶剂进行洗脱，可得到不同环数芳烃的组分。对洗脱出来的不同组分进行色谱—质谱分析（GC-MS），与“一步法”相比，“两步法”可以更好地实现单环、双环与三环芳烃化合物的分离制备，其中，石油醚/二氯甲烷（99/1，V/V）的混合溶剂可以制备单环芳烃化合物；石油醚/二氯甲烷（9/1，V/V）混合溶剂可制备得到以双环芳烃化合物占绝对优势的组分；石油醚/二氯甲烷（8/2，V/V）混合溶剂则可制备得到三环芳烃化合物组分。      

胜利原油活性组分对原油-甜菜碱溶液体系油-水界面张力的影响

采用传统的柱色谱四组分分离方法（SARA）将胜利孤岛原油分离得到沥青质、饱和分、芳香分和胶质,采用碱醇液法萃取原油得到酸性组分。测定了正构烷烃、煤油以及原油活性组分模拟油与2种不同疏水结构的甜菜碱溶液组成的体系的油 水界面张力。结果表明,在原油活性组分模拟油 甜菜碱溶液体系中,直链甜菜碱由于疏水基团较小,与原油活性组分尤其是酸性组分和胶质发生正协同效应的混合吸附,使油 水界面上表面活性剂分子的含量增加,界面膜的排布更紧密,导致油 水界面张力降低;支链甜菜碱由于具有较大尺寸的疏水基团,煤油中少量的活性物质即可将油 水界面张力降至超低(<10-3 mN/m),而原油活性组分的加入,则使界面上表面活性剂分子的排布被破坏,削弱了界面膜原有的紧密性,导致油 水界面张力大幅度升高。     

全二维色谱飞行时间质谱在石油地质样品分析中的应用

利用全二维气相色谱—飞行时间质谱技术对石油地质样品进行了分析研究。原油直接进样分析显示原油组分中链烷烃、环烷烃、单环芳烃、双环芳烃和三环芳烃非常有规律地分布在特征区域。化合物鉴别定性准确可靠,能获取原油烃组成的详细特征。和传统色谱分析相比,轻烃分析可实现C₆-C₁₀轻烃组分中的单体烃的分离和识别,能提供更为丰富的轻烃指纹信息。生物标志物多环萜烷的分析可实现高碳数低含量三环萜烷与五环萜烷的分离和识别,伽马蜡烷也得到很好的分离。研究表明全二维气相色谱—飞行时间质谱技术在石油地质勘探研究中有广阔的应用前景。