实验二油气地球化学分析.ppt

实验二 油气地球化学分析,一、目的要求 1、了解有机质的分离萃取方法。 2、了解石油或岩石的主要族组分组成分析 。 3、了解饱和烃、芳烃的气相色谱分析方法 及分析资料的应用。,二、主要实验仪器及材料 索氏抽提器、色层柱、气相色谱仪。 氯仿 、石油醚、硅胶、氧化铝 、正己烷 、 苯 、 无水乙醇 。 三、掌握要点 1、氯仿沥青抽提物的概念及分离萃取方法； 2、石油或岩石中有机质萃取物族组分的类 型和分离方法； 3、饱和烃、芳烃气相色谱分析流程及资料的 应用。,烃源岩地球化学分析流程,一、岩石中可溶有机质萃取,四、实验内容,岩石中可溶有机质的萃取，普遍的采用索氏抽提法，以氯仿作为萃取溶剂。,索氏抽提装置:将样品粉碎至粒径为0.09mm以下，取40g～50g装入氯仿抽提后的滤纸做成的袋中，放在抽提器的样品室内，通过溶剂回流，将样品中的有机质萃取出来。,图 索氏抽提器,,实验步骤,在混合溶剂的沸点下，用水浴加热装有混合溶剂的索氏承接瓶，使混合溶剂在系统内循环，混合溶剂不断淋滤装在索氏抽提器中的样品，将所有的有机化合物从样品中溶解出来，溶解于承接瓶的混合溶剂中；,计算氯仿沥青百分含量。,称取已经碎好的岩样，装入已纯化过的滤纸筒中（两头用纯化过的棉花封好），与93：7(V:V)的二氯甲烷和甲醇混合溶剂一起装入索氏抽提器中；,抽提物称氯仿沥青，其百分含量可用下式计算：,式中：M—氯仿沥青百分含量，%； G1—容器加氯仿量，g； G2—容器量，g； m—样品量，g。,抽提前应将样品外层有污染部分用少量二氯甲烷冲洗，然后用蒸馏水冲洗样品，在低于50℃下烘干； 样品粉碎至粒径在0.18mm以下； 一般样品抽提时间在60h以上，荧光检查样品在三级以下方为合格； 抽提前将少量铜片放入底瓶，供脱硫用。,注意事项,二、石油或岩石的族组分分离,根 据：石油中不同组分的化合物同吸附剂间的吸附性能不同，以及各种有机冲洗剂的极性不同，其脱附快慢也不同的原理； 选 择：用适当的吸附剂配比及冲洗剂的用量，可以把原油中各族组分分离。,实验原理,以硅胶和氧化铝为吸附剂； 用正己烷和无水乙醇、苯与上述组分相似性质的溶剂作为冲洗剂； 冲洗色层柱，从而将原油各组分分离。,色层柱装置简图,实验方法－－ 常采用色层柱法,实验步骤,1、称取原油或岩石萃取物过滤液溶于正己烷中，静置后用滤纸脱去沥青质，再将滤液通过漏斗倒入色层柱中；,2、用正己烷淋洗脱附饱和烃，收集冲洗液，自然挥发干即可得出含量；,3、用苯淋洗脱附芳烃，收集冲洗液得其含量；,4、残留在色层柱上的为胶质，可由减差法计算其含量。,注意：1、原油样品首先要经过脱硫并恒重，并经脱水 和馏程切割（210℃以上馏份）； 2、层析分离前要作好试剂重蒸等准备工作。,,,,三、饱和烃、芳烃气相色谱分析,实验原理,气相色谱仪是用难挥发的高沸点固定液或固体吸附剂作为固定相。用氮、氢、氦等气体作为载气，携带溶质作为流动相。利用混合物不同组分在固定相和流动相中分配系数(或吸附系数、渗透性等)的差异，使不同组分在作相对运动的两相中进行反复分配，实现分离的分析方法。,气相色谱法（GC）是英国生物化学家MartinATP等人在研究液液分配色谱的基础上,于1952年创立的一种极有效的分离方法，它可分析和分离复杂的多组分混合物。,气路系统 进样系统 分离系统 温控系统 检测和记录系统,气相色谱仪,气相色谱仪的工作过程,,载气:气相色谱中常用的载气有氢气，氮气，氦 气和氩气，一般使用氮气或氢气。 气路结构:主要有两种气路形式 单柱单气路，适用于恒温分析 双柱双气路，适用于程序升温，并能补偿 固定液的流失使其基线稳定。 净化器:主要用来提高载气纯度。 稳压恒流装置:稳定载气流速。,1、气路系统,由高压气瓶、减压阀、气流调节阀和有关连接管 道组成。它提供载气和气体通路，所用的载气由 高压气瓶经减压提供。,2、进样系统,液体样品的进样器采用微量注射器进样，将样品吸入0.5-50µL的注射器中，刺入进样口的硅橡胶垫，经汽化室汽化后，进入色谱柱。 气体样品的进样可以采用0.5-5mL的注射器，由进样口注入汽化室进入色谱柱；也可用旋转式六通阀进样。 固体样品的进样一般是溶于液体溶剂中，依液体样品进样法进样。,进样量的选择,进样量应控制在柱容量允许范围 及检测器线性检测范围之内,进样时间在一秒以内。时间过长，试样原始宽度变大，半缝宽必将变宽，甚至峰变形。 进样量一般：液体试样 0.1～5μL 气体试样 0.1～10mL 进样量太多，会使几个峰叠在一起，分离不好。 进样量太少，含量少的组分因检测器灵敏度不够而不出峰。 最大进样量应控制在峰面积或峰高与进样量呈线性关系。,3、分离系统,填充柱,毛细管柱(开管柱),,U型填充柱,毛细管色谱柱,4、温控系统,在气相色谱测定中，温度是重要的指标，直接影响色谱柱的选择分离、检测器的灵敏度和稳定性。 温控系统是用来设定，控制，测量色谱柱炉，气化室，检测室三处的温度。 色谱柱的温度控制方式有恒温和程序升温二种。对于沸点范围很宽的混合物，往往采用程序升温法进行分析。 气化室的温度应使试样瞬时气化而又不分解。在一般情况下，气化室的温度比柱温高10  50C。,热导池检测器 thermal conductivity detector, TCD 氢火焰离子化检测器 flame ionization detector, FID 电子捕获检测器 electron-capture detector, ECD 火焰光度检测器 flame photometric detector, FPD,5、检测器,检测器也是色谱仪的重要部件，是把载气里被分离的各组分的浓度或质量转换成电信号的装置。,,热导池检测器 （TCD） 热导池检测器是根据不同的物质具有不同的热导系数原理制成的。利用载气与组分热导系数的差异进行测量.,是一种结构简单，性能稳定， 线性范围宽，对有机和无机物 质都有响应，灵敏度适宜的检 测器。,实验步骤—开机操作过程,1、打开载气（N2）等气瓶的总阀开关，调整载气输 出气压为约0.3MPa。 2、打开气相色谱仪上的电源开关，仪器自检。 3、启动电脑，进入windows系统，进入GC化学工作站。 4、将柱温、进样口和检测器的温度分别设为80、200、180度。 5、等温度都达到后，将TCD量程温度设为200度。 6、等工作站基线平稳后，开始进样分析。,实验步骤—关机操作过程,1、将柱温、进样口和检测器的温度都设为0度。等柱 温、进样口和检测器的温度降到80度以下。 2、仪器冷却后，先退出GC化学工作站软件，再关掉 GC的电源。 3、退出电脑windows系统，关掉电脑电源。 4、关掉载气总阀。,作业： 1、有机质分离萃取的原理和实验步骤。 2、族组分分离的原理和实验步骤。 3、饱和烃、芳烃气相色谱分析的原理和工作过程。,