[发明专利]地质卟啉加氢衍生化方法、所得加氢产物及同位素分析法

说明书

本发明提供了一种地质卟啉加氢衍生化方法、所得加氢产物及同位素分析法，其包括从含有地质卟啉的样品中初分离地质卟啉；在氩气气氛下，将初分离所得地质镍卟啉组分、地质钒卟啉组分分别溶解于二氯甲烷或甲苯中，得到地质卟啉溶液；将地质卟啉溶液加入耐高温高压的反应器内，通入纯氢气或氢气和氦气的混合气体，待气体饱和后升温进行氢化处理；将氢化处理后所得溶液分别于室温下氮吹至干后将其溶解于二氯甲烷中，再将所得溶液转移至硅胶柱上端，待二氯甲烷完全挥干后再用正己烷和二氯甲烷的混合液进行洗脱，洗脱液收集后于室温下氮吹浓缩至干。该加氢衍生化方法在不改变地质卟啉原始碳和氮同位素比值的前提下可改善化合物的挥发性。

技术领域

本发明涉及一种地质卟啉加氢衍生化方法、所得加氢产物及同位素分析法，属于石油地质勘探技术领域。

背景技术

地质卟啉指的是一类具有四个吡咯类亚基的α-碳原子通过次甲基桥(＝CH-)互联而形成的大分子杂环化合物及其金属配合物的总称。其中，含氮大分子杂环母体化合物为卟酚(如式1所示)，具有取代基的部分称为卟啉。根据卟啉侧链基团的不同，可将游离卟啉分为四种类型(参见：BAKER E W.Mass spectrometric characterization ofpetroporphyrins1[J].Journal of the American Chemical Society,1966,88(10):2311–2315.)：地质卟啉的几种结构如下式1-式4所示，侧链取代基均为烷基的称为初型卟啉(ETIO)，如式2所示，侧链带一个或两个五元环烷基的为脱氧叶红初卟啉(DPEP)，如式3所示，侧链带有一个苯基的为玫红型卟啉(RHODO)，如式4所示，侧链含有以上三种取代基的卟啉称为叶型卟啉。目前从石油中已鉴定出ETIO(初卟啉)、DPEP(脱氧叶红初卟啉)、RHODO(玫红卟啉)三种类型的金属卟啉化合物，其中ETIO和DPEP为两种主要类型的金属卟啉化合物。每一类型的卟啉都由系列同系物组成，其碳原子数一般为25到39，有些可达到60(BAKER EW,YEN T F,DICKIE J P,等.Mass spectrometry of porphyrins.II.Characterizationof petroporphyrins[J].Journal of the American Chemical Society,1967,89(14):3631–3639.)。

地质卟啉中的初卟啉和脱氧玫红初卟啉最早在石油中被发现，并由此推断石油中的卟啉是植物的叶绿素和动物的血红素在漫长的地质演化过程中转化生成，该发现为石油有机成因说提供了有力的证据(DUNNING H N,MOORE J W,MYERS A T.PROPERTIES OFPORPHYRINS IN PETROLEUM[J].Industrial and Engineering Chemistry,1954,46(9):2000–2007.)。卟啉环中有交替的单键和双键，有18个π电子组成的共轭体系，具有芳香型。卟啉碳环中间的空腔可与Fe、Co、Mg、Cu、Zn、Ni和V等金属离子形成金属配合物，石油中的卟啉常与钒、镍等金属元素形成络合物。卟啉和金属卟啉都是高熔点的固体，沸点在565℃以上，且热稳定性高(GALLEGOS E J,FETZER J C,CARLSON R M,等.HIGH-TEMPERATURE GC MSCHARACTERIZATION OF PORPHYRINS AND HIGH-MOLECULAR-WEIGHT SATURATED-HYDROCARBONS[J].EnergyFuels,1991,5(3):376–381.)。