《实验地球化学》实验指导书

实验一、岩石氯仿沥青“A”的测定一、基本原理和试剂使用技术规范1．基本原理：利用氯仿对岩石中沥青物质的溶解性，能溶解于氯仿中的必为非极性的有机质类化合物。在78℃的水浴中被加热的氯仿变为蒸气后，经冷凝管冷却在样品的顶端形成液体从样品粉末上淋过，使其中的有机质类溶解于氯仿中。溶有样品的氯仿现被加热成为蒸气。不断循环往复的蒸淋，使样品中的有机质完全溶解在氯仿中。最后以质量法求出从固体样品中被氯仿溶解出的有机物的含量。2．本方法以中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5118－1995《岩石中氯仿沥青的测定脂肪抽提法》为依据，结合实验室具体条件制定的检测方案。二、适用样品及样品的处理1．样品种类：岩心、岩屑、土壤、植物等干燥后的固体样品。2．样品用量：泥岩≥200g；灰岩≥500g；煤或油页岩：15-50g。3．核对样品：按样品分析通知单核对样品的编号、井号、井段、层位、岩性描述、样品量、样品外观质量（重点察看是否有污染）、分析项目。4．净化样品：对样品表面有污染的，应进行切削等净化处理。使样品保持原始面目。5．样品干燥：样品粉粹前在40～45℃干燥4小时以上。6．样品粉粹：样品在不超过50℃的条件下粉粹至粒径为0.18mm（60～80目）以下，并保持样品的干燥。三、试剂与仪器设备1．试剂：（所有有机试剂需经脱水、蒸馏、无酸性反应，色谱检查合格。）铜片：铜含量应大于99％；使用前用细砂纸磨去表面氧化物，并用氯仿清洗干净。医用脱脂棉：使用前用氯仿抽提至不发荧光。平底烧瓶：500ml、1000ml。量筒：250ml、500ml。锥形瓶：50ml。氯仿；乙醇；氯化钙；盐酸；大张滤纸；2．仪器设备：电热恒温水浴，四孔，量程：37～100℃；电子分析天平：量程:0～200g，感量：0.1mg；托盘天平：量程：0～200g，分辨率0.1g；索氏脂肪抽提器：500ml、1000ml；电热鼓风干燥箱：量程：50～250℃，分辨率1℃；试剂蒸馏提纯装置；分样检验筛；旋转蒸发器。四、实验条件电源：220±10V50Hz。分析间温度：室温。称量瓶恒重的条件：称量瓶在常温下放入干燥器中干燥后称量，两次称量之差不得超过±0.2mg。分析间保持清洁。有良好的抽风设备。抽提设备必须有循环冷却水。五、分析步骤1．称取粉碎后样品（泥岩和灰岩100～200g）；煤和油页岩（5～50g）装入经抽提过的滤纸筒中。2．在500ml的平底烧瓶内加350ml～400ml的氯仿，另加数块铜片用于脱硫，然后将装有样品的抽提器和烧瓶安装在支架上。3．打开冷却水，调节水的流量，在满足冷却冷凝管的前提下使冷却水流量尽量小；接通电源，使水浴锅里的水温稳定在80℃左右。4．从第一次溶液回流开始计算有效抽提时间：灰岩48小时；泥岩72小时；煤100小时。待抽提完成后，关闭电源停止加热待烧瓶内抽提液的温度降至室温后，取下抽提器，自然挥发或用旋转蒸发器浓缩抽提液至10～30ml。5．取短颈漏斗一支，用抽提过的棉花过滤抽提液于100ml的锥形瓶中，用氯仿冲洗烧瓶和棉花，滤液收集在100ml的锥形瓶中。将锥形瓶中的滤液浓缩至3～5ml后，转移到已恒重好的称量瓶中。6．将称量瓶中的溶剂在不超过40℃的条件下挥发至近干并放入干燥器中。7．载物称量瓶置于干燥器中冷却30min，称量，记录载物称量瓶重量。重复上述条件操作两次。空白称量瓶两次质量之差≤0.0010g。8．每批样品要做一空白值。9．结束分析，关好水、电、仪器设备等。六、检测结果的计算和质量要求1．氯仿沥青含量的计算公式：%100312mGGGX式中：X：氯仿沥青的百分含量，％；G2：称量瓶加氯仿沥青“A”的质量，g（或mg）；G1：称量瓶的质量，g（或mg）；G3：氯仿沥青“A”空白值，g（或mg）；m：样品质量，g（或mg）。★所得结果应修约到四位小数。2．质量要求：样品平行分析结果的误差应符合行业标准SY/T5118－1995《岩石中氯仿沥青的测定脂肪抽提法》的规定；具体标准如下。样品平行分析结果允许误差氯仿沥青含量范围（%）允许双差（%）氯仿沥青含量范围（%）允许双差（%）≥0.5000＜0.0200＜0.0500～0.0100＜0.0050＜0.5000～0.1000＜0.0100＜0.0100＜0.0020＜0.1000～0.0500＜0.0075双差：D=A-B，其中A为第一次测定值，B为第二次测定值。3．每批样品按10％进行平行测定，如果有＞80%的平行测定样品超差，则整批样品需重新测定，如果＜80%的平行测定样品超差，则超差样品重新取样测定。七、注意事项1．检测前仪器设备检查检查冷却水管、接头有无滴漏；水浴锅加热是否正常；抽提器、冷凝管和平底烧瓶的磨口是否密封不漏气；检查天平的状态、零点等。2．分析样品登记、分析样品编号。3．检测中仪器设备检查检查冷却水是否流畅；水浴的加热温度是否稳定，是否要补充氯仿；脱硫是否完全（如果铜片完全变黑应再加一些铜片）等。4．检测后仪器设备检查关好水龙头；关闭水浴电源；关闭天平电源。5．检测后的剩余样品、氯仿沥青“A”、抽提后的残渣退回调度。6．平行检测结果超差时，应立即查找原因，重新取样分析。7．如因操作不当、玻璃仪器损坏或偶然发生的污染等，造成样品失真，应重新取样分析。8．在抽提过程中，如果中途停电、停水，应立即关好电源和水龙头，等来电、水后继续抽提，且应加上因停电、停水所耽误的时间。八、检测流程框图载物称量瓶恒重样品接收、检查、登记、编号、样品清洗、样品及粉粹称样，包装样品，装入脂肪抽提器连续抽提取下样品，并回收氯仿过滤，转移抽提液，挥发溶剂载物称量瓶+样品恒重数据输入，数据处理检查检测数据，审核结果，发出检测报告交还未测试原样，氯仿沥青及抽提后岩样残渣实验二、岩石可溶有机物和原油族组分分离一、基本原理和使用技术规范1．基本原理：根据液—固吸附平衡的原理，被分离的混合组分预先吸附在柱内的固定相（氧化铝或硅胶）上，然后用不同极性的溶剂按被分离组分极性的大小顺序，依次从固定相上洗脱下来，定量收集淋洗液后即便得到不同种类的馏分。2．本方法遵照中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5119-1995《岩石可溶有机物和原油族组分柱层析分析方法》，作为岩石可溶有机物和原油族组份分离方法的技术标准。二、适用样品和样品的处理1．本方法适用于岩石可溶有机物和原油的族组份柱层析分离。2．原油或其它液体有机样品均要先经干燥脱水处理后方可进行后续分析步骤。三、试剂及仪器设备1．试剂和材料：试剂：所用试剂均需精馏纯化，并用色谱或紫外光（200～400nm）检测器检查无杂质方可使用。其中正已烷与30～60℃石油醚可互换。①正已烷：分析纯；②30～60℃石油醚：分析纯；③二氯甲烷：分析纯；④无水乙醇：分析纯；⑤氯仿：分析纯。硅胶：筛取粒径为0.177～0.149mm(80～100目)的层析硅胶，用氯仿抽提至不发荧光，烘干后在140～150℃电热干燥箱中活化8小时，在干燥器中冷却后装入磨口瓶中备用。使用前再活化4小时。氧化铝：筛取粒径为0.149～0.074mm（100～200目）的中性层析氧化铝，在400～450℃马福炉中活化4小时，取出稍冷，移入干燥器中冷却后装入磨口瓶中，置于干燥器中保存备用。脱脂棉：经氯仿抽提至不发荧光。层析柱：玻璃柱，内径7～12mm，长400～500mm。2．仪器设备：分析天平：量程：0～81mg，感量0.01mg。电热干燥箱：10～200℃,分辨率1℃。真空干燥箱：量程20～300℃，分辨率1℃。真空度：1.33Pa。马福炉；旋转蒸发器。四、实验条件1．分析室内温度：10～30℃；相对湿度：65%。室内避光。2．分别用洗液、蒸馏水洗净层析柱，烘干。使用前用二氯甲烷清洗两遍。3．用洗液和蒸馏水洗净称量瓶，烘干、以二氯甲烷清洗后编号，（每个样品须用4个称量瓶）。4．称量瓶在40℃、真空度0.04MPa下的真空干燥箱中保持30min，取出放入干燥器中30min后称量，两次称量之差不得超过±0.20mg。五、分析步骤1．称取0.02g～0.05g样品于编好号的50ml具塞三角瓶中，在不断摇荡下加入30ml左右正已烷（或30～60℃石油醚），放置12小时，沉淀沥青质。2．用塞有脱脂棉的短颈漏斗过滤沥青质，用100ml三角瓶承接滤液，以正已烷（或30～60℃石油醚）洗涤三角瓶及脱脂棉至滤液无色为止。滤液用旋转蒸发器蒸馏浓缩3～5ml。3．换上恒重的称量瓶，用氯仿溶解三角瓶及漏斗中脱脂棉上的沥青质，洗涤至滤液无色，挥干溶剂。4．层析柱应安装在10～30℃的通风柜中，在层析柱底部填塞少量脱脂棉，先加入3g硅胶，再加入2g氧化铝，轻击柱壁，使吸附剂填充均匀，并立即加入6ml正已烷（或30～60℃石油醚）润湿柱子。5．润湿柱子的正已烷（或30～60℃石油醚）液面接近氧化铝层顶部界面时，将样品浓缩液（3～5ml）转入层析柱，以每次5ml正已烷或30～60℃石油醚共6次淋洗饱和烃，用恒重好的称量瓶承接饱和烃馏分。6．当最后一次5ml正已烷（或30～60℃石油醚）淋洗液液面接近氧化铝层顶部界面时，以每次5mL2:1的二氯甲烷:正已烷（或30～60℃石油醚）混合溶剂共4次淋洗芳香烃。当第一次5ml二氯甲烷与正已烷（或30～60℃石油醚）混合溶剂流进柱内3ml时（原油样为2ml），取下承接饱和烃的称量瓶，换上承接芳香烃的称量瓶。7．在最后一次5ml二氯甲烷与正已烷（或30～60℃石油醚）混合溶剂液面接近氧化铝层顶部界面时，先用10ml无水乙醇，后用10ml氯仿淋洗非烃。当无水乙醇流进柱内3ml时，取下承接芳香烃的称量瓶，换上承接非烃的称量瓶。8．将载物称量瓶中的溶剂在不超过40℃的条件下挥发至近干。9．载物称量瓶置于在真空干燥箱40℃、真空度0.04MPa下保持30min后，取出置于干燥器中30min，称量，记录载物称量瓶量。重复上述条件操作2～3次，取最后的称量值。10．每批样品要做一空白值。11．结束分析，关好水、电、仪器设备等。六、检测结果的计算及质量要求1．检测结果的计算（1）各组分相对百分含量的计算公式：%100(mGCA），，，A沥非芳饱式中：CA：组分A（饱和烃、芳香烃、非烃或沥青质）的百分含量，％；GA：分离所得组分A（饱和烃、芳香烃、非烃或沥青质）的质量。m：用于分离的氯仿沥青“A”或原油样品的质量，g（或mg）；（2）族组份分离回收率计算公式：%100mGGGGM沥非芳饱式中：M：族组份分离的回收率，%；G饱、G芳、G非和G沥：经分离得到的组分饱和烃、芳香烃、非烃和沥青质的质量，g（或mg）；m：氯仿沥青“A”或原油样品的质量，g（或mg）；★所得结果应修约到四位小数。2．质量要求：(1)各组份要分离完全，以保证其它分析的顺利进行。(2)样品中饱和烃、芳香烃、非烃和沥青质4个组分总收率要达到85.00%～105.00%，低于上述规定应作平行样分析。(3)样品平行分析结果允许误差D应符合表2规定。表2样品平行分析允许误差组分含量范围（%）允许误差值（%）组分含量范围（%）允许误差值（%）3.003.00～10.0010.00～30.000.801.502.5030.00～50.0050.00～70.0070.003.504.505.00双差：D=A-B，其中A为第一次测定值，B为第二次测定值。七、注意事项1．在淋洗每一组份时，淋洗剂要少量多次地倒入柱内，每一次加淋洗液时要等前一次所加液体刚流至吸咐剂表面后才能倒入。2．经活化后的硅胶和氧化铝保存期不能超过两周。3．组份收集瓶切换时不能让液滴遗洒在收集瓶外。4．用于分离的样品量少于20mg时，柱填料及淋洗剂要适当减少。八、检测流程图沥青质沉淀物交还未测试原样样品接收、检查登记称20-50mg样品滤液蒸至3-5ml过滤Al2O32g硅胶3g饱和烃石油醚30ml芳烃非烃二氯甲烷：石油醚(20mL2:1)乙醇10ml氯仿10ml氯仿样品+称量瓶衡重数据输入，数据处理检查数据，审核结果发出检测报告沉淀沥