常见亚非原油饱和链烷烃分布特征及主成分分析

第一作者:刘　星,男,1983年生,硕士研究生,研究方向为油品分析和油指纹判识技术。#

通讯作者。3国家科技支撑计划项目(No.2006BAC11B03)

常见亚非原油饱和链烷烃分布特征及主成分分析3

刘　星1,2　王　震1　马新东1　林忠胜1　徐恒振1　姚子伟1#

(1.国家海洋环境监测中心,辽宁　大连116023;2.大连水产学院海洋环境工程学院,辽宁　大连116023) 摘要　采用气相色谱/质谱(GC/MS )方法对10种常见亚非原油中的正构烷烃、姥姣烷(Pr )、植烷(Ph )进行定量分析,并通过基于饱和链烷烃指纹信息的主成分分析和基于饱和链烷烃各组分含量的主成分分析,对中国2种典型原油(A9和A10)及8种常见进口亚非原油(A1～A8)进行了鉴别。结果表明:10种原油按照C 21前/C 22后(C 原子数≤21的正构烷烃浓度之和与C 原子数≥22的正构烷烃浓度之和比)由高到低排序为A6、A3、A1、A2、A9、A4、A10、A8、A7、A5;10种原油的成熟度由高到低排序为A1=A9、

A7、A5、A8、A4、A2=A10、A3、A6;基于饱和链烷烃指纹信息的主成分分析和基于饱和链烷烃各组分含量的主成分分析所得的10

种原油的分布趋势基本一致,2者右下角一类的分析结果高度一致,但中间一类和左上角一类的分析结果有所差别,前者所得中间一类的分析结果更为优化,将A4、A7、A8和A10原油进一步分成2类,但对A5原油的单独分类趋势有所削弱。

关键词　原油　溢油鉴别　饱和链烷烃　主成分分析

Principal component analysis and distribution of paraff inic hydrocarbons in crude oils produced in Asia and A frica L i u X ing 1,2,W ang Zhen 1,M a X indong 1,L in Zhongsheng 1,X u Hengz hen 1,Yao Ziwei 1.(1.N ational M arine Envi ron 2mental Monitori ng Center ,Dalian L iaoning 116023;2.College of marine envi ronmental engineering ,Dalian Fish 2eries Universit y ,Dalian L iaoning 116023)

Abstract :　Alkanes ,pristine and phytane in ten crude oils produced in Asia and Af rica were analyzed quantita 2tively using gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS ).Some indices ,such as C 21-/C 22+,(C 21+C 22)/(C 28+C 29)and C PI ,were employed to distinguish the differences among the ten crude oils.Two factors obtained by fingerprints based principal component analysis were accounted for respectively 69%and 26%of the total variations of the indices.While two factors ,which obtained by analyzed the concentrations of each paraffinic hydrocarbons in the crude oils ,explained respectively 72%and 23%of the total variations of the indices.The results indicated that the indices selected in this study were suitable for distinguishing the differences of various crude oils ,and could be used to determine the sources of marine oil spills.

K eyw ords :　crude oils ;oil spill identification ;paraffinic hydrocarbons ;principal component analysis

海上溢油已成为当今海洋污染的主要原因之一,由此造成的海洋生态环境损害已成为全球性问题。鉴别海上溢油来源的首要工作是选择生物标志化合物。目前,分析石油中的生物标志化合物指纹是海上溢油污染源鉴别的常用手段。这些指纹多用

气相色谱/质谱(GC/MS )分析。北欧测试合作组织(Nordtest )溢油鉴定方法[1]、美国材料学会(ASTM )溢油鉴定方法[2]、加拿大环境部溢油鉴定

方法[3]中均将GC/MS 列为溢油鉴别分析的仲裁方

法。我国《海面溢油鉴别系统规范》(G B/T 21247—2007)也将GC/MS 列为首要的溢油鉴别分析仲裁方

法。目前,通过定性分析来进行溢油鉴别的研究较多[427],但通过定量分析生物标志化合物及分布特征,并通过模式识别技术进行溢油鉴别的相关研究

相对较少[8211]。笔者利用GC/MS 对常见亚非原油中

的饱和链烷烃(正构烷烃、姥姣烷(Pr )、植烷(Ph ))进行定量分析,并通过基于饱和链烷烃指纹信息的主成分分析和基于饱和链烷烃各组分含量的主成分分析,对我国2种典型原油以及8种常见进口亚非原油进行了鉴别。1　材料与方法1.1　仪器与试剂

Agilent6890型气相色谱仪串联5973型质谱仪(美国安捷伦科技有限公司)(GC/MS ),DB 25MS 型

石英毛细管色谱柱(30m ×0.32mm ×0.25μm ),玻

璃层析柱(200mm ×10.5mm ),色谱纯正己烷,层析硅胶,正构烷烃混合标准溶液(C 10～C 35正构烷烃