【解决方案】全二维气质法分析稠油全组分

东西分析

2018.7.26

稠油（thickened oil），是沥青质和胶质含量较高、黏度较大的原油。通常把地面密度大于0.943、地下黏度大于50毫帕•秒的原油叫稠油。因为稠油的密度大，也叫重油，占全球原油储量的70%，今天东西分析课堂带大家一起分析了解下稠油的成分组成。

实验部分

主要设备与试剂

东西分析GC×GC-TOF MS 3300型全二维气质联用仪、分析天平、冰箱、25mL具塞玻璃试管、移液枪等；

试剂： CS₂溶剂。

样品处理

准确称取1g稠油样品，放入25mL具塞玻璃试管中，准确加入5mL CS₂并密封试管，置于涡旋混合器上涡旋2min，混匀后取0.5ul上GC×GC-TOF MS分析。

分析条件

色谱条件：

第一维色谱柱DB-5 (30m×0.25mm×0.25um) 石英毛细管柱，第二维色谱柱DB-17HT (3m×0.25mm×0.25um) 石英毛细管柱；

恒流模式，柱流量1 mL/min，不分流进样，分流阀打开时间45s，进样量：0.35μL，进样口：300℃，吹扫流量：2mL/min。调制周期12s。

第一维柱温：60℃保持3min, 然后以1℃/min 速率升至200℃保持5min，再以10℃/min升至310℃保持10min。第二维柱温：60℃保持3min, 然后以1℃/min 速率升至200℃保持5min，再以10℃/min升至310℃保持10min。调制器热喷温度恒定330℃。

质谱条件：EI源，离子源温度：260℃，接口温度：280℃，电离电压：70V，检测电压：-1800，扫描范围：40～650u，溶剂延迟：4min。

实验结果

稠油样品用CS₂溶解后直接进全二维气质仪，经过条件优化试验得知，样品在90℃到200℃之间基质非常复杂，选择非常慢的升温程序，样品基本得到完全分离，得到的总离子流图见图1和图2。

通过谱库自动检索，得到定性报告，附表1列出了一部分化合物。检测到稠油样品的组分基本都是小分子量烷烃、环烷烃、烯烃，芳香烃非常少。当柱温高于200℃时，只能检测到正构烷烃，正构烷烃最高分子量只能达到C₂₈。

接上表：

结果与讨论

由于稠油样品基质复杂，一般溶剂很难溶解此样品。本次实验选择了CS₂溶解稠油样品。程序升温过程中在90℃到200℃之间，样品组分非常多，很难分离。采用加长二维柱以及降低升温速度，样品也没有达到完全分离，附表中的定性化合物也只能作为参考，不一定准确。当柱温高于200℃时，检测到的组分只有正构烷烃，最高只能达到C₂₈。

本实验难点：1、稠油大多是高分子化合物，很难汽化；2、没有找到合适的溶剂溶解；3、没有明确需要分析的目标化合物，所以没有合适的样品前处理；4、样品基质复杂，对仪器污染较为严重。5、由于样品的污染柱头或样品溶剂不合适，造成峰拖尾。