ICS73.010 D04 中华人民共和国国家标准 GB/T18340.6—2010 代替GB/T18340.6—2001 地 质样品有机地球化学分析方法 第6部分:汽油族组成测定 质谱法 Organicgeochemicalanalysismethodsforgeologicalsamples— Part6:Determinationofgasolinegroupcomponent—Massspectrometry 2010-11-10发布 2011-02-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 GB/T18340《地质样品有机地球化学分析方法》共有6个部分: ———第1部分:轻质原油分析 气相色谱法; ———第2部分:有机质稳定碳同位素测定 同位素质谱法; ———第3部分:石油重馏分中饱和烃族组分测定 质谱法; ———第4部分:石油重馏分中芳香烃族组分测定 质谱法; ———第5部分:岩石提取物和原油中饱和烃分析 气相色谱法; ———第6部分:汽油族组成测定 质谱法。 本部分为GB/T18340的第6部分。 本部分参考了美国材料与试验协会标准ASTMD2789-95(2005)《低烯烃汽油烃类组成质谱测定 法》。 本部分代替GB/T18340.6—2001《地质样品有机地化测试 汽油族组成质谱分析方法》,与 GB/T18340.6—2001相比,有如下变动: ———标准名称由《地质样品有机地化测试 汽油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6部分:汽油族组成测定 质谱法》; ———增加了警示、警告、术语和定义章节; ———对原标准进行了结构和内容的调整,并作了适当的文字的修改;部分章节参照ASTMD2789- 95(2005)的相关章节作了较大的改变。 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:宋晓莹、张志荣、张渠、钱志浩。 本部分所代替标准的历次版本发布情况为:GB/T18340.6—2001。 ⅠGB/T18340.6—2010 地质样品有机地球化学分析方法 第6部分:汽油族组成测定 质谱法 警示———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/T18340的本部分规定了汽油族组成的质谱分析方法、计算方法和分析质量要求。 本部分适用于测定凝析油或轻质原油(95%馏出物温度低于196℃)中的3种饱和烃及3种芳香烃 的族组成。样品中烯烃含量小于3%。 2 原理 试料由直接进样系统气化后进入质谱仪,经离子源电子轰击,得到该试样的混合质量色谱图。将各 烃族的特征峰强度加和与对应的逆阵系数相乘,求得试样族组分的含量。 3 试剂及材料 3.1 全氟煤油(PFK)、全氟三丁胺(FC-43)或其他已知准确质量的参考物。 3.2 正十六烷:色谱纯。 3.3 二氯甲烷:分析纯。 4 仪器和设备 4.1 质谱计: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。 4.2 进样系统:可升温至180℃(升温速率:30℃/min~130℃/min)的直接进样系统。 4.3 微量注射器或者恒体积移液器(1μL~10μL)。 5 分析步骤 5.1 分析条件 5.1.1 质量分辨率:不小于500。 5.1.2 电离方式:EI。 5.1.3 电子轰击能量:70eV。 5.1.4 电离室温度:250℃。 5.1.5 进样器加热温度:125℃~300℃(50℃/min)。 5.1.6 质量扫描方式:全扫描。 5.1.7 质量扫描范围:35amu~250amu。 5.1.8 扫描速度:500amu/s。 5.2 仪器校准 5.2.1 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。 5.2.2 用PFK(或其他已知准确质量的参考物)校准质谱仪的质量标尺,使在m/z35~m/z250范围内 的质量偏差不超过±0.2amu。 5.2.3 用正十六烷校准质谱裂解模型,使∑69/∑71比值在0.18±0.03,m/z127与m/z226的峰高比 在1.4±0.1。 1GB/T18340.6—2010 5.3 质谱分析 5.3.1 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。 5.3.2 使用微量注射器或者恒量移液管注入1μL~3μL的样品。 5.3.3 启动质谱扫描得到质谱图。 6 结果计算 6.1 提取以下质荷比的峰强(或峰高):m/z41,43,55,57,67,68,69,71,77,78,79,81,82,83,84,85, 86,91,92,95,96,97,98,99,100,103,104,105,106,112,113,114,117,118,119,120,126,127,128,131, 132,133,134,140,141,142,145,146,147,148,154,155,156,160,162,168,169,170。 6.2 特征质量系列的峰强(或峰高): 6.2.1 ∑43(链烷烃)=43+57+71+85+99。 6.2.2 ∑41(单环烷烃)=41+55+69+83+97。 6.2.3 ∑67(双环烷烃)=67+68+81+82+95+96。 6.2.4 ∑77(烷基苯)=77+78+79+91+92+105+106+119+120+133+134+147+148+161+ 162。 6.2.5 ∑103(茚满或者四氢化萘)=103+104+117+118+131+132+145+146+159+160。 6.2.6 ∑128(萘)=128+141+142+155+156。 6.2.7 T(总离子强度)=∑41+∑67+∑77+∑103+∑128。 6.3 根据质谱数据计算碳数: 6.3.1 计算烷基苯近似碳数: 6.3.1.1 计算m/z92,106,120,134,148和162单同位素峰: 单同位素92=92+-0.0769(91+); 单同位素m/z106=106+-0.0880(105+); 单同位素m/z120=120+-0.0991(119+); 单同位素m/z134=134+-0.1102(133+); 单同位素m/z148=148+-0.1212(147+); 单同位素m/z162=162+-0.1323(161+)。 6.3.1.2 把78组分混合物及单同位素的峰强度转化为摩尔单位: 多组分 78×1.0; 单同位素92×1.7; 单同位素106×2.2; 单同位素120×2.4; 单同位素134×2.7; 单同位素148×2.8; 单同位素162×2.9。 6.3.1.3 归一化所有产物以得到C6~C12烷基苯的相对摩尔组分。根据总计每摩尔组分产物和每摩 尔的相对碳原子数可计算近似碳数。此碳数应用于烷基苯、茚满或者四氢化萘和萘等。 6.3.2 计算链烷烃近似碳数: 6.3.2.1 计算m/z86,100,114,128,142,156,170的单同位素峰: 单同位素m/z86=86+-0.0668(85+)+0.0026(84+)-0.014(单同位素92+)-0.008(单同位素 106+)-0.008(单同位素120+); 单同位素m/z100=100+-0.0779(99+)+0.0034(98+); 2GB/T18340.6—2010 单同位素m/z114=114+-0.0890(113+)+0.0044(112+); 单同位素m/z128=128+-0.1001(127+)+0.0055(126+); 单同位素m/z142=142+-0.113(141+)+0.0068(140+); 单同位素m/z156=156+-0.1224(155+)+0.0081(154+); 单同位素m/z170=170+-0.1335(169+)+0.0096(168+)。 6.3.2.2 把单同位素的峰强度转化为摩尔单位: 单同位素 86×1.0; 单同位素100×0.92; 单同位素114×1.4; 单同位素128×1.8; 单同位素142×1.9; 单同位素156×2.0; 单同位素170×2.1。 6.3.2.3 归一化所有得到C6~C10链烷烃的相对摩尔组成。根据总计每摩尔组分产物和每摩尔的相 对碳原子数计算近似碳数。此碳数可以应用于所有链烷烃和环烷烃。 6.4 计算化合物类型———根据样品碳数合理使用表1,计算每种烃类的体积百分数。根据样品链烷烃 和芳烃碳数的不同,这种选择有所不同。例如如果链烷烃碳数是7.0,烷基苯是8.0,应该使用碳数为 7的公式来计算链烷烃和环烷烃的体积分数。而碳数为8的公式应该用来计算芳烃。体积分数应该归 一化。 当不能得到整数的碳数的时候,应该用2个公式计算,结果要加系数。例如,如果链烷烃碳数是 7.4,应该用7和8碳数的2个公式来计算链烷烃和环烷烃。体积分数应该在用碳数为7的公式计算结 果加上碳数7和碳数8公式计算结果的差值的0.4倍。 表1 C6~C10逆阵系数 ∑71 ∑69 ∑109 ∑149 ∑189 ∑229 C6 链烷烃 +0.009016-0.001368+0.000257-0.000003 … … 一环烷烃 -0.004471+0.010285-0.