毕业时间：2013年6月（硕士）

毕业去向：万华化学集团股份有限公司

导师：徐春明 教授 史权 副教授

学科专业：化学工艺

研究方向：石油与天然气加工

 

学位论文题目

石油中甾烷类化合物分子组成分析

Composition of Sterane Compounds in Petroleum

 

论文摘要

甾烷是一种以环烷烃为主体结构的化合物，其分子结构复杂，同分异构体繁多。作为一种重要的生物标志物，被广泛应用于地球化学和石油勘探领域，主要包括：油源对比、成油环境、成烃演化、油气运移、成烃母质以及生物降解等。甾烷广泛存在于石油中[1]，对于分子水平上认识石油组成，甾烷组分不容忽视。

甾烷的鉴定分析研究过程中存在两方面的问题，一方面可参考的标准谱图质量较差，另一方面缺乏完整的甾烷仪器分析方法。由于工具书出版时间较早，同时受仪器分析条件的限制，某些甾烷谱图质量较差，不利于进一步对甾烷的鉴定和研究。石油中甾烷直接经气相色谱质谱联用仪（GC/MS）检测，会存在多种不同碳数化合物共溢现象。气相色谱串联质谱联用仪（GC/MS/MS）可以对甾烷单体化合物分别进行检测，解决不同碳数化合物共溢问题，从而有效地表征甾烷在石油中的分子组成。本实验室新引进一台色谱串联质谱联用仪，本论文拟应用该仪器，建立一套完整的甾烷类生物标志物GC/MS/MS分析方法，以此改善谱图质量。

本论文考察了进样量、进样速度、采样速度、碰撞能量以及碰撞压力等参数对于甾烷的影响，通过分析C27 - C29甾烷的离子丰度以及分离度，得到了各参数的最优值，建立了一套甾烷类化合物GC/MS/MS分析方法。

本论文整理了本实验室近几年收集的渤海湾地区原油中甾烷的GC/MS的质量色谱图，分类后将每类饱和烃的典型样品进行了GC/MS/MS分析，获得了常规甾烷的质量色谱图，包括规则甾烷、重排甾烷、4-甲基甾烷以及甲藻甾烷，与文献谱图对比，常规甾烷谱图质量得到了明显的改善。

石油中甾烷组成分布复杂多样，其主要原因是成熟度不同以及生物降解。本论文选取了不同成熟度以及生物降解前后的原油进行GC/MS/MS分析，得到相应的典型甾烷质量色谱图，对于甾烷的组成分布多样化有了一定的认识。

为了认识重质油中甾烷的分子组成及热加工过程对于甾烷分布的影响，本论文对渣油及其延迟焦化产物中甾烷化合物的分子组成变化规律进行了研究。结果表明，重油中富含规则甾烷及重排甾烷，焦化过程使得C29甾烷以及重排甾烷含量降低，成熟度指标略有降低。

本论文建立了甾烷类化合物的GC/MS/MS分析方法，获得了常规甾烷的质量色谱图，在分子层面上研究了甾烷在石油、重质油中的分子组成。

关键词：甾烷；生物标志物；GC/MS/MS；质量色谱图