Chemistry of crudeoil-The role of chromatographic and spectroscopic techniques and speciation of N- and O- containing compounds in heavy distillates

Περίληψη

Το πετρέλαιο είναι ένα φυσικώς απαντώμενο μίγμα που αποτελείται από χιλιάδες διαφορετικoύς υδρογονάνθρακες και ετεροκυκλικές ενώσεις. Είναι γνωστό ότι η σύσταση του αργού πετρελαίου έχει εμφανή επίδραση στην ποιότητά του, στις διεργασίες διύλισης και στην παραγωγή, και συνεπώς καθορίζει την οικονομική του αξία. Η παρούσα μελέτη στοχεύει στην παροχή μιας ευρείας παρουσίασης της χημείας του πετρελαίου και της σημασίας της ανάλυσης της σύστασης των κλασμάτων του αργού πετρελαίου, με έμφαση στα βαριά κλάσματα. Συνοψίζονται οι πιο σημαντικές χρωματογραφικές και φασματοσκοπικές τεχνικές που χρησιμοποιούνται στο βαρύ αργό πετρέλαιο, όπως η χρωματογραφία λεπτής στιβάδας (TLC), η υγρή χρωματογραφία υψηλής απόδοσης (HPLC), η αεριοχρωματογραφία (GC), η υπεριώδης φασματοσκοπία (IR), η φασματοσκοπία Raman, ο πυρηνικός μαγνητικός συντονισμός (NMR) και η φασματοσκοπία μάζας (MS), μαζί με παραδείγματα των εφαρμογών τους. Επιπροσθέτως, ο προσδιορισμός ανεπιθύμητων συστατικών όπως οι ενώσεις που περιέχουν άζωτο και οξυγόνο σε βαριά κλάσματα, περιγράφεται και εξηγείται λεπτομερώς. Παραθέτονται εφαρμογές χρωματογραφικών και φασματοσκοπικών τεχνικών που έχουν χρησιμοποιηθεί τα τελευταία χρόνια για τον προσδιορισμό των ενώσεων που περιέχουν Ν- και Ο-.

Petroleum is a naturally occurring mixture that consists of thousands of distinct hydrocarbon and heterocyclic molecules. It is well known that the crude oil composition has a conspicuous impact on its quality, on the refining processes and the production, thus it changes its economic value. The present study aimed to provide a wide presentation of the petroleum chemistry and the importance of composition analysis in the crude oil fractions, with emphasis to the heavy distillates. The most important chromatographic and spectroscopic techniques used in heavy crude oil are presented, such as Thin-Layer Chromatography (TLC), High Performance Liquid Chromatography (HPLC), Gas Chromatography (GC), Infrared spectroscopy (IR), Raman, Nuclear Magnetic Resonance (NMR) and Mass Spectroscopy (MS), along with examples of their applications. In addition, the determination of undesirable species like the nitrogen and oxygen containing compounds in the heavy distillates, is discussed and explained in detail. Applications of lately used techniques for the speciation of N- and O-containing compounds are also presented.