» ГЛАВНАЯ > К содержанию номера
 » Все публикации автора

Журнал научных публикаций
«Наука через призму времени»

Октябрь, 2020 / Международный научный журнал
«Наука через призму времени» №10 (43) 2020

Автор: Яковлева Ида Юрьевна, студент
Рубрика: Химические науки
Название статьи: Анализ состава углеводородов-биомаркеров нефтей

УДК 66.02

Анализ состава углеводородов-биомаркеров нефтей

Яковлева Ида Юрьевна

студент 3 курса

естественнонауный факультет

Стерлитамакский филиал башкирского государственного университета, г. Салават

Аннотация. В данной статье рассматриваются гипотезы возникновения нефти, углевородоры-биомаркеры, содержащиеся в нефтях. Анализ биомармеров и определение с их помощью возраст нефти.

Ключевые слова: биомаркеры, нефть, углеводороды, реакция, анализ.

Одним из важнейших топливных ресурсов является нефть, получаемая из недр земли. Однако, ответить на вопрос «Откуда она там взялась?» удается немногим людям.

Существует две гипотезы образования нефти: органическая (биогенная) и неорганическая (абиогенная) [1,c.24].

Абиогенная гипотеза основана на том, что все соединения были образованы в результате термохимических превращений, вызванных «большим взрывом». Основными реакциями, подтверждающие данную гипотезу являются реакция Д.И. Менделеева и процесс Фишера-Тропша. В результате первой реакции в недрах земли при взаимодействии карбидов железа с водой образовывался ацетилен.

FeC₂+ H2O= C₂H₄+Fe(OH)₂

Процесс Фишера-Тропша включает в себя серию химический реакций, в ходе которых образуются различные углеводороды, в идеале предельные углеводороды.

СО₂+Н₂=СО+Н₂О

СО+3Н₂=СН₄+Н₂О

Биогенная гипотеза заключается в том, что нефть- продукт разложения останков живых организмов и растений, существовавших миллионы лет назад. Правдивость этой гипотезы доказана наличием биомаркеров в нефти.

Биомаркеры – соединения, присутствующие в составе сырой нефти и битумах, имеющие углеродный скелет биологических молекул, входящих в состав живых клеток. Основными биомаркерами являются стерановые и терпеновые углеводороды состава С₁₉-С₃₅, а также металлопорфирины, которые представляют собой производные хлорофилла (Mg) и гемоглобина (Fe) живых организмов.

В 60-х годах в средних фракциях американских и некоторых советских нефтей были идентифицированы разветвленные алканы изопреноидного типа, называемые изопренанами, в молекулах которых метильные группы находятся в главной цепи в положениях 2, 6, 10, 14, т. е. молекулы изопренанов состоят из соединенных между собой углеводородных фрагментов, имеющих такое же строение углеродного скелета, как и молекула изопрена. Наиболее распространенными в нефтях углеводородами этого типа являются фитан (C₂₀H₄₂) 2,6,10,14-тетраметилгексадекан и пристан (C₁₉H₄₀) 2,6,10,14-тетраметилпентадекан [2].

Генетическая типизация нефтей по углеводородным биомаркерам проводится методом газожидкостной хроматографии и хромато-массспектрометрии. Это связано прежде всего со сложной матрицей объекта исследования, хроматографическая колонка позволяет провести максимальное разделение веществ, а масс-селективный детектор позволяет выделять из всего шума и многообразия пиков именно ионы (аналитический сигнал) от нужных веществ, которых в нефти может быть очень мало - тысячные доли процента.

Первый этап на пути анализа биомаркеров - это конечно пробоподготовка - цель её максимально "разгрузить" матрицу объекта от лишних веществ, содержащихся в нефти, в том числе есть так называемые "асфальтены" - поликонденсированные ароматические соединения, гетероциклы тяжёлые и прочее. Их всех объединяет одно - они нерастворимы в гексане. От них надо избавиться обычно это делается с помощью разбавления нефти гексаном в соотношении 1/40, при этом асфальтены опадают вниз в виде темно-бурого осадка.

Другие соединения в нефти, от которых тоже надо избавиться это смолы. Есть два пути - препаративная ТСХ и колоночная хроматография на силикагеле или оксиде алюминия. В случае с ТСХ это выглядит следующим образом. Полученный гексановый раствор нефти надо упарить, чтобы убрать оттуда весь привнесённый гексан (упарить до первоначального объёма). Затем полученный остаток нанести несколькими точками на пластинку с тем же сорбфилом, и поставить в систему с гексаном.

Рекомендуемые условия - неполярная колонка типа HP-1.Скорость подъема температуры от 2-5 ͦ C/мин, начальная температура – 70 ͦ C, конечная 290-300 ͦ C.

В результате данного исследования будут выявлены следующие соединения: диметилнафталины, метилфенантрены, метилдибензтиофены, триароматические стероиды, метилтриароматические стероиды, моноароматические стероиды, терпаны, изостераны и стераны.

Список литературы:

1. Бакиров А.А. И др. - Геология нефти и газа, М., Недра, 1993 г. с 228.
2. Бакиров А.А. И др. - Теоретические основы и методы поисков и разведки скоплений нефти и газа, М. «Высшая школа», 1976, с. 416.

Комментарии:

Фамилия Имя Отчество:
Комментарий: