应用于油源识别的联合萃取荧光光谱检测方法与流程

文档序号:15213593发布日期:2018-08-21 16:27阅读:223来源:国知局

本发明涉及一种荧光光谱检测方法,具体的说,涉及一种应用于油源识别的联合萃取荧光光谱检测方法。



背景技术:

进入21世纪,重质原油、稠油、油砂、煤成油、油页岩等非常规石油的勘探开发受到极大的重视,其相应的地球化学分析也成为重要的研究领域。然而由于非常规油性质的特殊性,以往的主要适用于轻质原油的分离检测鉴定的技术方法无法有效地适应这一新的挑战,有必要发展出新的检测思路和技术。

芳烃作为石油和烃源岩的有机质中普遍存在的组分之一,它具有较强的抗热演化、抗氧化、抗微生物降解等能力,而且石油和烃源岩中各类芳烃的相对百分含量与母源性质、沉积环境以及有机成熟度密切相关。芳烃化合物的高稳定性更适用于演化程度较高构造变动复杂的油源研究和油源对比。

荧光光谱技术作为芳烃检测的重要手段,作为表生环境溢油源的识别手段也常见于各类文献,具有高灵敏度、抗生物降解、抗干扰、操作简单快捷的优势。但由于荧光光谱的严重重叠,一直制约着其在实际油源对比和油种鉴别中的广泛应用。但随着色谱相关技术对非常规油不能有效分离以及现代数据解析技术的提高,这一技术重新获得了发展的契机。

对于原油这种极其复杂的混合物,在利用荧光进行光谱进行组分分析时,详细全面了解影响光谱特征的各个因素是十分重要的前提。其中最主要的影响因素有萃取剂和浓度的影响,原油的荧光光谱随萃取剂的不同以及萃取浓度的变化呈现很明显的差异。

由于不同环数的多环芳烃的浓度相应规律是不同的,所以作为多环芳烃混合物的同一原油样品在不同浓度下反映出不同环数的多环芳烃的荧光特征,有明显的随浓度的增加光谱红移的现象,所以在非线性浓度范围内进行荧光测量可以反映更丰富的芳烃组分信息。同时同一样品在不同的萃取剂下荧光光谱有明显的不同,对同一样品利用不同的萃取剂进行二次萃取,并在较大非线性萃取浓度范围内对荧光光谱芳烃特性进行检测,从而反映更多的石油类样品中的芳烃信息,为数据解析提供更多的数据支撑。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是针对以上不足,提供一种简单便捷、经济准确的应用于油源识别的联合萃取荧光光谱检测方法,该方法选取不同极性的萃取剂对原油进行串联萃取,以获得原油的不同极性的芳烃组分萃取液,并利用浓度多维荧光光谱技术,从而为利用数据挖掘技术进行原油等复杂混合物进行组分分析提供了更丰富的数据支撑,为非常规油油源研究等问题的荧光光谱分析提供新思路。

为解决以上技术问题,本发明采用以下技术方案:应用于油源识别的联合萃取荧光光谱检测方法,使用萃取剂萃取制作原油样品。

一种优化方案,使用极性不同的萃取剂联合萃取制作原油样品。

进一步地,包括至少两次萃取步骤,所述各萃取步骤选用的萃取剂极性均不同。

进一步地,包括一次萃取步骤,称取石油类样品,加入萃取剂萃取液进行萃取,用超声震荡器加速溶解和均匀溶液,原油全部溶解或成乳化液,取移液管将上端的清液取走作为原液,并对原液进行多次对半稀释,形成不同萃取剂下的浓度范围从5g/l到10-3g/l一系列萃取液。

进一步地,包括二次萃取步骤,所述二次萃取步骤中,萃取剂选用与一次萃取步骤中极性不同的萃取剂。

进一步地,所述二次萃取步骤与一次萃取步骤相同。

进一步地,包括二次萃取步骤,所述二次萃取步骤包括取一次萃取后剩余底液,静置并将一次萃取步骤中的萃取剂挥发干净,在剩余油样组分中加入另一与一次萃取步骤中极性不同的萃取剂进行萃取,同样取移液管将上端的清液取走作为原液,并对原液进行多次对半稀释,形成不同萃取剂下的浓度范围从5g/l到10-3g/l一系列萃取液。

进一步地,包括检测步骤:使用荧光光度计测量不同浓度萃取液同步荧光光谱,设定激发波长发射波长的缝宽,选取检测荧光波长与激发波长间隔进行同步扫描。

进一步地,包括数据分析步骤:将不同油样也做相同的处理采集数据,将其浓度同步三维矩阵进行数据解析。

本发明采用以上技术方案后,与现有技术相比,具有以下优点:

本发明选用多种萃取剂极性不同,可以萃取原油中不同极性的荧光组分,这样将原油样品进行多种萃取剂的串联萃取,可以获得更为丰富的芳烃信息,以增加荧光光谱对芳烃组分的解析能力。该方法选取不同极性的萃取剂对原油进行串联萃取,以获得原油的不同极性的芳烃组分萃取液,并利用浓度多维荧光光谱技术,从而为利用数据挖掘技术进行原油等复杂混合物进行组分分析提供了更丰富的数据支撑,为非常规油油源研究等问题的荧光光谱分析提供新思路。

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

附图说明

图1-1为某原油样品经过异丙醇萃取的浓度同步荧光光谱图;

图1-2为某原油样品经过正己烷萃取的浓度同步荧光光谱图;

图2-1使用正己烷作为萃取剂的两种原油样品jn和cb的分类识别效果图;

图2-2使用异丙醇作为萃取剂的两种原油样品jn和cb的分类识别效果图;

图2-3使用正己烷和异丙醇联合萃取的两种原油样品jn和cb的分类识别效果图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本发明的具体实施方式。

实施例1应用于油源识别的联合萃取荧光光谱检测方法

本发明提供一种应用于油源识别的联合萃取荧光光谱检测方法,使用极性不同的萃取剂联合萃取制作原油样品,包括以下步骤:

步骤一,一次萃取:称取一定量(0.1g)的石油类样品,加入一定量(20ml)异丙醇萃取液进行萃取,

用超声震荡器加速溶解和均匀溶液(3分钟),原油全部溶解(如正己烷、四氯化碳)或成乳化液(例如甲醇、异丙醇),即要求原油与萃取剂充分接触,由于原油的不同组分在不同萃取剂中溶解性不同,所以不要求原油全部溶解。(配制成5g/l的待测样品)

取移液管将(2ml)上端的清液取走作为原液,

并对原液继续在一定浓度范围内进行对半稀释,

形成不同萃取剂下的系列浓度萃取液样品,(浓度范围从5g/l到10-3g/l)。

步骤二,二次萃取:

重复步骤一或者取剩余底液,

静置并将异丙醇挥发干净,

在剩余油样组分中加入一定量的正己烷萃取液进行萃取,

同样取移液管将上端的清液取走作为原液,

并对原液继续在一定浓度范围内进行对半稀释,形成不同萃取剂下的系列浓度萃取液样品。

包括至少两次萃取步骤,多次萃取步骤可以重复步骤一或步骤二,所述各萃取步骤选用的萃取剂极性均不同。

步骤三,检测:使用荧光光度计测量不同浓度萃取液同步荧光光谱,设定合适的激发波长发射波长的缝宽。例如分别为5.0nm和1.5nm,激发波长为220nm—600nm,选取合适的检测荧光波长与激发波长间隔进行同步扫描。获得的光谱数据在excel中形成浓度同步三维矩阵。

步骤四,数据分析:将不同油样也做相同的处理采集数据,将其浓度同步三维矩阵进行数据解析(如利用小波包分析、主成分分析、平行因子算法等),可以提取样品的相关信息进行油样分类识别或者研究不同样品间的不同与地球化学参数的变化之间的关系。

如图所示,图1-1和图1-2为某原油样品经过联合萃取剂下的浓度荧光光谱图,可以看出正己烷萃取的原油荧光谱图更加平缓,而异丙醇的原油荧光谱图峰值相对集中,但缺少了500nm以上的长波长的峰值,如图1-1所示。异丙醇的能够萃取出更多低环芳烃组分,而正己烷萃取液的浓度达到5g/l时在700nm附近仍有较高的荧光峰,对比异丙醇,谱峰随着浓度的升高整体上向长波长移动如图1-2所示。实验发现不同极性的萃取剂的使用可以萃取原油的不同荧光组分,对光谱都有一定的影响。所以无论选用几种极性不同萃取剂,采用何种萃取流程,都应在本专利的保护范围之内,并不仅限于正己烷和异丙醇。

图2-1、图2-2和图2-3为不同萃取方式下两种原油样品jn和cb的分类识别效果对比图。可以看出单独使用一种萃取剂如正己烷(图2-1)和异丙醇(图2-3)时,通过主成分分析的数据处理方法对萃取液的浓度同步荧光光谱进行分析,两种原油样品的分析结果聚合度和彼此的分离度较差,而经过联合萃取的原油荧光光谱由于具有更多的芳烃信息,在油源识别分类时获得了比单独使用一种萃取剂更好的识别效果,如图2-3所示。

以上所述为本发明最佳实施方式的举例,其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准,任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换,也在本发明的保护范围之内。

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