GB T 18340.4-2010 地质样品有机地球化学分析方法 第4部分:石油重馏分中芳香烃族组分测定 质谱法.pdf
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1、ICS 73.010 D 04 GB 中华人民主t./、不日国国家标准G/T 18340.4-2010 代替GBjT18340.4-2001 地质样品有机地球化学分析方法第4部分:石油重锢分中芳香短族组分测定质谱法Organic geochemical analysis methods for geological samples Part 4 : Determination of aromatic hydrocarbon group component in heavy fraction of oil-Mass spectrometry 2010-11-10发布2011-02-01实施则?中
2、华人民共和国国家质量监督检验检痊总局中国国家标准化管理委员会发布中华人民共和国国家标准地质样晶有机地球化学分析方法第4部分:石油重锢分中芳香蛙族组分测定质谱法GB!T 18340.4-2010 * 中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销 开本880X 1230 1/16 印张1.5字数39千字2010年12月第一版2010年12月第一次印刷晤书号:155066 1-41039定价24.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533
3、GB/T 18340.4一2010.L. _._ 剧吕GB/T 18340(地质样品有机地球化学分析方法共有6个部分z一一第1部分z轻质原油分析气相色谱法z一一第2部分:有机质稳定碳同位素测定同位素质谱法;一一第3部分z石油重锢分中饱和短族组分测定质谱法;第4部分:石油重馆分中芳香短族组分测定质谱法;第5部分:岩石提取物和原油中饱和;怪分析气相色谱法;一一第6部分:汽油族组成测定质谱法。本部分为GB/T18340的第4部分。本部分参考了美国材料与试验协会标准ASTMD 3239-91(2006)(瓦斯油中芳炬馆分短类组成高电离电压质谱测定法。本部分代替GB/T18340.4-2001(地质样品
4、有机地化测试重锢分石油芳香娃族组成质谱分析方法),与GB/T18340.4-2001相比,有如下变动z一一标准的名称由地质样品有机地化测试重馆分石油芳香短族组成质谱分析方法改为地质样品有机地球化学分析方法第4部分z石油重锢分中芳香短族组分测定质谱法); 一一增加了曹示、警告;一一一将原标准第1章范围中的沸程范围改为205oc 540 oC; -一一对原标准进行了结构和内容的调整,并做了适当的文字修改;部分章节参照ASTMD 3239-91 (2006)的相关章节作了较大的改变。本部分的附录A为资料性附录。本部分由中华人民共和国国土资源部提出。本部分由全国国土资源标准化技术委员会归口。本标准负责
5、起草单位:国家地质实验测试中心。本部分起草单位:中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所。本部分主要起草人:张渠、宋晓莹、张志荣、钱志浩。本部分所代替标准的历次版本发布情况为:一一-GB/T18340.4-20010 I 地质样品有机地球化学分析方法第4部分:石油重锢分中芳香短族组分测定质谱法GB/T 18340.4-2010 曹示一一使用本部分的人员应有正规实验室工作的实践经验。本部分并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施,并保证符合国家有关法规规定的条件。1 范围GB/T 18340的本部分规定了石油重锢分芳香怪族组成的质谱分析方法、定量计算过
6、程和分析质量要求。本部分适用于石油重锢分(沸程范围205.C 540 .C)芳香炬锢分中的18个芳香短及3种芳香唾吩族组成的定量分析。样品中应不含烯炬,总硫量应低于总重量的1%,非芳短化合物的含量小于5%。2 原理原油用柱层析法分离,得到的芳香短馆分通过直接进样系统进入质谱仪,经电子轰击,得到该芳香怪馆分的混合质量色谱图。将质谱数据中的I回类芳煌的特征峰组强度加和,每一特征质量峰组包括多同位素分子离子峰系列和单同位素分子离子峰减1系列,根据纯芳;怪化合物导出的7X7逆阵计算出7个芳短族的相对含量。又根据基线法每个芳香怪族分为标称型(0型)、第一重叠型(1型)和第二重叠型(2型)。最后计算出7类
7、3型共计21种芳香短族(表1)的相对含量。表1石油芳香短的类别、类型、名称以及分子通式类别类型名称分子式。炕基苯C.H,.-s I 1 苯并喔吩C饵H,.-lOS2 环烧菲C.H,.-,o 。环炕苯C.H,.-8 E 1 花类C饵H,.-2 未鉴定。二环烧苯C.H,.-lO E 1 屈类C. H,.-24 2 禾鉴定。茶类C. H,.-12 N 1 二苯并喔吩C. H,.-16 S 2 未鉴定。窟及二苯并峡喃C.H,.-14及C.H,.-lSOV 1 北类C.H,.一82 未鉴定。药类C. H,.-16 飞q1 二苯并惠C.H,.-30 2 未鉴定1 GB/T 18340.4-2010 表1(
8、续)类窍。类型名称。菲类VI 1 茶苯并唾吩2 未鉴定注:在总计21种经族中,只有15种己定名,其余6种为相应于各自同系物的未鉴定芳炬。3 试剂及材料3. 1 全氟煤油(PFK)、全氟三丁胶(FC-43)或其他已知准确质量的参考物。3.2 正十六炕:色谱纯。3.3 二氯甲烧:分析纯。3.4 正己烧:分析纯。3.5 硅胶:层析用。3.6 氧化铝:层析用。4 仪器和设备4. 1 质谱仪:具有EI离子源并配有直接进样系统和数据采集处理系统的质谱仪p分子式CnH2n-18 Cn H2n-22S 4.2 进样系统:可升温至125.C 350 .C (升温速率:30.C/min130 .C/min)的直接
9、进样系统。4.3 微量注射器或者恒体积移液器(1LlOL)。4.4 层析柱(长:40cm60 cm,内径:0.8 cm1. 2 cm)。5 样晶制备称取30mg50 mg原油样品,用30mL正己烧溶解过夜沉淀拥青质;溶液用60.C水浴浓缩至1 mL2 mL,样品转移至装有4mg硅胶和2mg氧化铝的层析柱中,用20mL正己烧分4次淋洗得到饱和短锢分;再用20mL二氯甲:皖和正己烧(2: 1)的混合溶剂分4次淋洗芳侄馆分,芳炬锢分溶液用40 .C水浴浓缩后转移到具塞小口样品瓶中备用。6 分斩步骤6. 1 分析条件6. 1. 1 质量分辨率:不小于800。6.1.2 电离方式:EI。6. 1.3 电
10、子轰击能量:70eV。6. 1.4 电离室温度:250 .C。6. 1.5 进样器加热温度:125.C300 .C(50 .C/min)。6. 1.6 质量扫描方式:全扫描。6. 1.7 质量扫描范围:60 amu760 amuo 6. 1.8 扫描速度:500amu/s。6.2 仪器校准6.2. 1 各种仪器校准和分析工作均应在仪器运转达到稳定时进行。/ / 6.2.2 用PFK(FC-43或其他己知准确质量的参考物)校准质谱仪的质量标尺,使在m/z60m/z760范围内的质量偏差不超过士0.2amu。6.2.3 用正十六烧校准质谱裂解模型,使2:69/2:;71比值在O.18土0.03,m
11、/z 127与m/z226的峰高比G/T 18340.4一2010在1.4土o.1。这里:2.:69=m/z69+m/z83十m/z97+m/z111+m/z125+m/z139; 2.: 71=m/z71 +m/z85+m/z99+m/z113。6.3 质谱分析6.3. 1 检查质谱计各部分的工作状态,确定在6.1和6.2规定的分析条件下运行且是稳定的。6.3.2 用微量注射器或者恒体积移液器吸取一定量的经二氯甲烧稀释的饱和怪样品注入进样系统。6.3.3 启动质谱扫描并采集数据。7 结果计算7. 1 提取下面所有系列峰的峰高和其相应的质量数za) 2.:78=78十92+106+120十到结
12、束(多同位素)+91+105+119+到结束(单同位素); b) 2.:104=104+118+132+146+到结束(多同位素)+117十131+ 145+到结束(单同位素); c) 2.:129=130+144+158+172+到结束(多同位素)+129+143+157+到结束(单同位素); d) 2.:128=128+142+156+170+到结束(多同位素)+141十155+169+到结束(单同位素he) 2.:154=154+168+182+196+到结束(多同位素)+167+181+195十到结束(单同位素); f) 2.:166=166+180+194+208十到结束(多同位素)
13、+ 179 + 193 + 207 +到结束(单同位素); g) 2.:178=178十192+206十220十到结束(多同位素)+191+205+219+到结束(单同位素)。7.2 参照附录A的计算公式进行芳香短族组成的计算,附录A中列出的所有计算公式包括了那些计算单同位素峰高的程序。使用者可以直接使用该程序,也可按附录A的计算方法、计算公式和计算流程自行编程进行计算。8 精密度芳怪族组成测定的方法精密度见表2。表2芳蛙族组分的重复性(r)值和再现性(R)值%(体积分数)族组分含量重复性()值再现性(R)值20 2.5 4.5 5-20 2.0 4.0 1-5 1. 0 2.5 1 0.5
14、1. 2 3 GB/T 18340.4-2010 附录A(资料性附录)石油芳香蛙族组分计算程序石油芳香短族组成计算公式程序见表A.l。表A.1石油芳香蜂族组成计算程序C C IN THIS PROGRAM THE VARIARLE H(M) REPRESENTS THE HJGHT OF THE C POLYISOTOPIC PEAK AT MASS M. THE VARIABLE HDIM) IS THE.HEIGHT C OF THE DEISOTOPED PEAK AT MASS M. C C THIS IS A POSSIBLI!: MAIN PROGRAM THAT READS IN
15、PUT DATA ANb CALLS FIRST C THE DEISOTOPING ROUTINE SUBROUTINE DEISO AND THEN THE C CALCULATING AND REPORTONG ROUTINE SUBROUTINE AROMTC. COMMON TITLECZ的,H(758),HDI(758) DIMENSION MASS(的,HITE(8) 1 READ(5 , 10 , END=99) (TITLE(I), 1= 1 , 20) 10 FORMATC20A4) C A TITLE CARD FOR SAMPLE NAME, ETC. PRECEDRE
16、S SPECTRAL DATA CARDS. C FORMAT FOR TITLE IS 20A4 (20 4-CHARACTER WORDS IN 80 COLUMNS). C FORMAT FOR SPECTRAL DATA IS MASS (l6) FOLLOWED BY HEIGHT (F4. 0) C WITH B PEAKS PER 80一COLUMNCARD. C C DO 20 1=12,7$8 H(I) =O , O 20 HDI(I)=O,。30 READ(5 , 40) (MASSCD , HITE(1) , 1= 1, 8) 40 FORMATC8(币,FDO 50 1
17、=1 ,8 IF (MASS(I). EQ. 999999) GO TO 60 C ENTER 999999 IN A MASS POSITION ON A CARD TO阻NOTESPETIWM END. C C IF (MASSCD. EQ. 0) GO TO 50 M=MSAA(I) H(M) = HITE(I) 50 CONTINUE GO TO 30 60 CALL DEISO CALL AROMTC GO TO 1 C GO TO 1 ALLOWS SUCCESSlVE SAMPLES TO BE COMPUTED BEFORE RELEASING C COMPUTER 4 GB/
18、T 18340.4一2010表A.1 (续)C 99 STOP END SURROUTINE DE1SO C C TH1S SUBROUT1NE COMPUTES MONOISOTOP1C PEAKS ASSUM1NG ALL IONS HA VE C Z NUMBERS FROM +2 TO一111N THE FORMULA C(N)H(2N+Z) C DO 10 1=12,758 COMMON T1TLE(20) , H(758) , HDI(758) DIMENS10N NCARB(758) ,NHYD(758)NCARB(I) =0 10 NHYD(I) =0 DO 20 K=12 ,
19、758 NCARB(K) = (K + 11) 114 NHYD(K) = K -12祷NCARB(K)1F(NHYD(K). LT. 0) NHYD(K)=O 20 CONT1NUE DO 30 K=14,758 HDI(K) = H(K) -HDI(K-1)铃(.010811祷FLOAT(NCARB(K-1)+.00015椿1 FLOAT(NHYD(K-1) HDI(K) = HDI(K) + HDI(K -2)祷(.00005844铃FLOAT(NCARB(K-2)提1 (1-NCARB(K-2)+.1125E一7提FLOAT(NHYD(K-2)铃(1-NHYD(K-2)l一.16216
20、5E-5铃FLOAT(NCARB(K-2)祷NHYD(K- 2) 1F(HDI(K). LT. O. 0) HDI(K) =0.0 30 CONTINUE RETURN END SUBROUT1NE AROMTC C C TH1S ROUT1NE G1VES THE ANAL YS1S OF AROMA TICS FRACTIONS FROM PETROLEUM C US1NG THE PROCEDURE DESCRIBED 1N ANAL CHEM 41 , 1548-54(1969) C COMMON T1TLE(20) , H(758) , HDI(758) DIMENS10N A1N(
21、7 , 7) ,BA(7) ,BB(7) ,SR(758) 1 DATA A1N 1+ 1. 8094 , -.1952,+. 0124,一.0027,一.0015,一.0011,一.0028,234567 一.1601,+2.0479,一.2806,-.0401 , +.0082 , +.0012 , +.0000 , 一.0943,一.2287,+2.3024,一.4936,一.0601,一.0155,一.0089,一.0292 , +. 0033,一.0580,十1.9404,一.1337,一.0117,-.0043, 一.0022,一.0003,一.0026,一.0195,+1.977
22、3,一.1823,+.0123,一.0420 , +. 0026,一.0018,一.0151,一.0584,+2.0616,一.4193,一.2346,一.1069,一.0267,一.0019,一.0057,一.0904 , + 1. 99041 C C 1NIT1ALIZE SQUARE ROOT ARRAY C DO 21321=12 ,750 2132 SR(I) =O.O 5 G/T 18340.4一2010表A.1(续)C C ASSEMBLE APPROPRIATE PEAKS IN MASS SPECTRUM OF AROMATIC FRACTION C FOR PROCESSI
23、NG IN A 7x7 MATRIX. QUANTITIES A6 ,A7 ,A8 ,ETC. REFER C INITIALL Y TO SUMA OF PEAKS AT Z NUMBERS 6,7,8, ETC. A6 , A8 , ETC. ARE C LATER REDEFINED TO INCLUDE THE ODD Z-NUMBER SUM CORRESPONDING TO C THE PARENT-1 SERIES (A6=A6十A7,A8=A8十A9,ETC)C A6=0.0 DO 2106 M=78,750 ,14 2106 A6= A6 +H(M) 2107 A7=0.0
24、DO 2107 M=91 ,750 ,14 2107 A7=A7+HDI(M) A6=A6+A7 IF(A6. LT. 1. 0) A6=1. 0 A8=0.。DO 2108 M=104 ,750 ,14 2108 A8=A8十H(M)A9=0.0 DO 2109 M=117 ,750 ,14 2109 A9=A9十HDI(M)A8=A8+A9 IF(A8. LT. 1. 0) A8=1. 0 A10=0.。DO 2110 M= 130 ,750 ,14 2110 A10=A10十H(M)A11=O.O DO 2111 M=129 ,750 ,14 2111 A11=A11十HDI(M)A10
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