毕业时间：2017年6月（硕士）

毕业去向：哈萨克斯坦（回国）

导师：史权 教授

学科专业：化学工程与技术

研究方向：石油与天然气化学

 

学位论文题目

石油氮化物分子组成分析方法与应用

Analysis Method and Application of Nitrogen Compounds Molecular Composition in Petroleum

 

论文摘要

含氮化合物是原油中常见的杂原子化合物，其化学组成能够反映原油的成藏历史，决定原油的加工性能和产品品质，因此原油中含氮化合物含量、组成及分布是石油化学研究的重要内容。哈萨克斯坦原油储量丰富，原油产量快速增加，但对这些原油缺乏分子组成层面的深入认识，研究哈萨克斯坦原油中含氮化合物的组成，对哈萨克斯坦原油的勘探开发和加工利用均具有重要的指导意义。

本文选取哈萨克斯坦Botakhan, Uzen, Karajanbas, Zhanatalap, Village Balgimbayev, Kosshagyl, Kumkol等7个油田的8个油样，包括同时选择了部分中国原油作为参考，使用气相色谱（GC）、气相色谱-质谱（GC-MS）和电喷雾（ESI）傅立叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）等分析手段研究了哈萨克斯坦原油中的含氮化合物的分子组成。

分子组成信息表明，8个哈萨克斯坦原油中5个为陆相原油，3个为海相原油，原油成熟度较高，2个原油经受了较为严重的生物的降解。大部分原油氮含量相对较低，分布在0.02%-0.14%之间。氮化学发光色谱检测器（NCD）获得的色谱图中可以鉴定出咔唑类含氮化合物，但含量很低。

哈萨克斯坦原油中碱性分的含量在0.1%左右，鉴定出各杂原子类型的相对丰度为：N1﹥O1S1﹥N1O1﹥N1O2﹥N1S1。相对分子质量分布在220-620Da，质量重心在400Da附近，对应分子碳数分布在C15-C65。

非碱性分的相对分子质量分布在240-620Da，质量重心在400Da附近，对应分子碳数分布在C15-C55。N1类以吡咯环为核心，其缩合度分布与碱性N1类相似，最高芳环数可达7环，以苯并咔唑和二苯并咔唑类为主。

哈萨克斯坦原油碱性分中可鉴定的含氮杂原子类型有N1、N1O1、N1O2、O1、O2、O3和O4类共7种，其中N1类占绝对优势，其次为N1O1类。非碱性分中可鉴定的含氮杂原子类型有N1、N1O1、N1O2、N1S1、N2S1、O1、O2、O3、O4、O1S1和O2S1类共11种，其中N1类占绝对优势，其次为N1O1类。

关键词：石油含氮化合物；高分辨质谱；哈萨克斯坦原油；分子组成