據(jù)世界石油網(wǎng)6月21日莫斯科報道， MIPT、Skoltech、俄羅斯科學(xué)院高溫聯(lián)合研究所和莫斯科羅蒙諾索夫國立大學(xué)的研究人員提供了一種新的石油成分分析方法。他們使用高溫高壓將油溶解在水中并分析其成分。新方法符合綠色化學(xué)原則，因為它可以避免使用對環(huán)境有害的溶劑。該論文發(fā)表在分析化學(xué)和生物分析化學(xué)雜志上。 原油幾乎從未以原始形式使用。但是，為使精煉盡可能高效，必須知道其精確組成。原油由超過10萬種化合物組成，樣品的確切成分因其提取場所不同而有所差別。原油的極端復(fù)雜性使其不可能分離成單獨(dú)的化合物。較重的餾分在300攝氏度下是非揮發(fā)性的，尚未得到適當(dāng)?shù)难芯俊Ｒ阎鼈冎饕煞印⑼⑦沁颉⑦拎ぁ⑧讲⑦秽汪人峤M成。除此之外，來自某些油田的原油也可能含有硫化合物。許多烴類化合物具有相同的分子式，相同數(shù)量的碳，氫和氧原子，但它們的排列不同，即它們是異構(gòu)體。 截然不同的結(jié)構(gòu)顯然表現(xiàn)出不同的化學(xué)性質(zhì)。高烴化合物由許多原子組成，這意味著每種化合物具有更多的結(jié)構(gòu)可變性。 質(zhì)譜法提供有關(guān)物質(zhì)的元素組成及其分子量的信息，但通常無法區(qū)分不同的異構(gòu)體。這些信息可以通過同位素交換分析獲得。該方法基于以下事實(shí)：取決于哪種特定化合物構(gòu)成原油或一些其他樣品，氧原子和氫原子將或多或少地需要時間才能被它們的同位素所取代 – 本質(zhì)上是相同的元素，但具有不同的質(zhì)量。水是最容易獲得的，也是最清潔的同位素來源，但在正常條件下油不溶于水，因此必須使用強(qiáng)效酸和堿來替代。但酸往往會分解有機(jī)化合物，特別是在高溫下，從而改變了樣品的成分。 然而，已知不溶于水的化合物可以在明顯超過100℃的溫度下溶解于過熱或超臨界水中，因此決定將該方法應(yīng)用于原油。研究人員證明，通過提高溫度和壓力可以獲得水基原油溶液并分析其成分。在高于300atm的壓力下將樣品在重水（其中氫被氘代替）中加熱至360℃，持續(xù)1小時。 研究人員比較了同位素交換反應(yīng)后原始樣品和樣品的質(zhì)譜。收集的數(shù)據(jù)有助于獲得關(guān)于組成原油的化合物結(jié)構(gòu)的更多信息。該方法可用于在分子水平上研究其他復(fù)雜的非極性化合物。 來自Skoltech和MIPT 的教授，同樣也是Skoltech質(zhì)譜實(shí)驗室的負(fù)責(zé)人Eugene Nikolaev說道：“同位素標(biāo)記可能只被納入分子中的特定位置，類似于鎖-鑰模型，在不可能使用其他方法來分離單個化合物和識別它們的結(jié)構(gòu)的情況下，我們可以通過使用高分辨率質(zhì)譜法分析分子結(jié)構(gòu)來測量交換率。” 該論文的作者之一，Skoltech和MIPT實(shí)驗室的高級研究員Yury Kostyukevich說：“輕質(zhì)原油儲備正在枯竭。燃料油的加氫裂化，其特點(diǎn)為高度復(fù)雜和分子結(jié)構(gòu)研究不足，在汽油生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越大的作用。加氫裂化裝置價格昂貴，不在俄羅斯生產(chǎn)，需要使用特殊的催化劑。我們已經(jīng)找到了一種方法來識別原油中的呋喃、吡啶和環(huán)烷酸，而不必采用復(fù)雜的蒸餾工藝，我們希望我們的研究將有助于更好地了解原油結(jié)構(gòu)和成分，有助于開發(fā)新的催化劑，以提高煉油效率和改善干線管道系統(tǒng)的油質(zhì)監(jiān)測。”