ДошловО.И., ЦветковС.Ю.

Национальный исследовательский

Иркутский государственный технический университет, Россия

Аналитические возможности методов молекулярной
масс-спектрометрии при экологическом мониторинге на нефтепродукты в окружающей среде

В последнее время возросла роль молекулярного масс-спектрометрического анализа органических соединений, входящих в состав такой сложной многокомпонентной смеси как нефть и получаемых из нее продуктов.[1]

На сегодняшний день в Принстонском научном центре молекулярной масс-спектрометрии (США) имеется каталог на более чем 16 миллионов индивидуальных органических соединений. Каждый из масс-спектров содержит информацию по молекулярным, осколочным, перегруппированным, двухзарядным и псевдомолекулярным ионам. Для расчета механизма образования каждого масс-спектра, приведенных в вышеупомянутой информационной базе, всегда используются все переменные константы,начиная с момента столкновения ионизирующего и электронов с органической молекулой вплоть до распада образовавшегося молекулярного иона на все возможные ионы и нейтральные частицы.[2]

На основании этих данных сейчас предоставляется возможность для определения индивидуального состава нефтяных смесей и продуктов, получаемых на их основе, как в количественном, так и в качественном отношении. Целью данной работы явилась практическая возможностьисследования масс-спектрометрических методов для анализа
нефтепродуктов[3], выпускаемых в настоящее время на ОАО «АНХК»
(НК «Роснефть»), следующих нефтяных фракций:

· метод анализа бензинов (фракция 60-200°)

· метод анализа узких фракций бензинов прямой перегонки

– фракция 60-95°

– фракция 95-122°

– фракция 122-150°

– фракция 150-200°

· метод анализа бензинов гидрокрекинга

· метод анализа насыщенной части нефтяных фракций

· метод анализа нефтяных парафинов

· метод анализа ароматической части нефтяных фракций

· метод анализа смесей ароматических сернистых соединений и ароматических углеводородов

· метод анализа смесей насыщенных сернистых соединений

· метод анализа смесей насыщенных и ароматических сернистых соединений

· метод анализа смесей непредельных соединений, полученных в результате крекинга парафинов, выкипающих в пределах 40-140,
140-180, 180-240, 240-320°С и продуктов полимеризации пропилена
(фр. 175-260°)

· метод анализа синтетических алкилбензолов

· метод анализа первичных спиртов с молекулярным весом 120-158

· метод анализа фракций каталитического крекинга

· метод анализа высококипящих продуктов пиролиза.[4]

Эти методики анализа нефтяных фракций в течении более чем 30 лет разрабатывались во Всесоюзном научно-исследовательском институте по переработке нефти (ИНП г.Москва) под руководством основателя этих методов д.х.н. Поляковой А.А. и ее учеников. При съемке масс-спектров, проводимых на газовомхромато-масс-спектрометре «GCMS-2010 SE SHIMADZU», использовались следующие параметры:

· количество исследуемого образца − 0,01 мл

· воспроизводимость измерений – 1%

· средняя относительная ошибка – 0,5%

· чувствительность – в среднем 1%

· время анализа – 5 мин.

Использование этих методов в лабораторной практике ОАО «АНХК»
(НК «Роснефть») и НИ ИрГТУ для экологического мониторинга полностью подтверждена в лабораторных и производственных условиях на предприятиях нефтегазового комплекса Восточной Сибири (ОАО «АНХК», Иркутская нефтяная компания и др.)

Литература:

1. Масс-спектрометрия органических соединений / Н.С. Вульфсон, В.Г. Заикин, А.И. Микая - Москва, 1986. - 312 с.

2. Масс-спектрометрия и ее применение : учеб.пособие / Р.Н. Исаев - Барнаул, 1990. - 75 с.

3. Масс-спектральный анализ смесей с применением ионно-молекулярных реакций / Под общ.ред. А. А. Поляковой – М.: Химия, 1989. - 240 с.

4. Химические методы в масс-спектрометрии органических соединений / В.Г. Заикин; Отв. ред. В. М. Вдовин; АН СССР, Ин-т нефтехим. синтеза им. А. В. Топчиева - Москва, 1987. - 199 с.