The concentration of nitrogen compounds in crude oils is relatively low, less than 2 wt %, but these compounds are detrimental to refining processes and the environment. In particular, they can form deposits, spoil fuels, and contribute to air pollution. They are potentially carcinogenic as well. Nitrogen compounds identified in refining processes come from the oil matrix, and it is desirable to know which nitrogen species are present in crude oil. However, the complexity of the crude oil makes it necessary to separate these compounds, and the conventional fractionation method is commonly used, albeit less efficiently in the separation of minority classes. Methods used to separate minority classes of nitrogen are time- and labor-intensive. We herein report a column chromatography separation method capable of separating minority classes, such as neutral and basic nitrogen compounds, using a silica gel modification with small quantities of crude oil (∼50 mg). The method showed good reproducibility in triplicate tests, using seven selected oils with API gravity ranging from 14.8 to 34.4. By modifying the silica gel with boric acid, aromatic nitrogen compounds were isolated and analyzed by a comprehensive two-dimensional gas chromatography (GC×GC-qMS) and Fourier transform ion cyclotronic resonance mass spectrometry (FT-ICR MS). More saturated fractions were retained in the unmodified silica gel, while modified silica gel retained more aromatic and polar fractions. Carbazole and pyridine homologous series were fully separated and identified, obtaining high-quality mass spectra for the compounds under study.

中文翻译：

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改性凝胶硅胶柱色谱法制备氮油化合物馏分

原油中氮化合物的浓度相对较低，小于2 wt％，但这些化合物对精炼工艺和环境有害。特别是，它们会形成沉积物，破坏燃料，并造成空气污染。它们也可能致癌。在精炼过程中鉴定出的氮化合物来自油基质，因此希望知道原油中存在哪些氮物种。然而，原油的复杂性使得必须分离这些化合物，并且尽管分离少数种类的效率较低，但是通常使用常规的分馏方法。分离少数种类氮的方法耗时费力。我们在此报告了一种能够分离少数几类的柱色谱分离方法，例如使用少量原油（〜50 mg）的硅胶改性，例如中性和碱性氮化合物。该方法在使用API​​重力范围为14.8至34.4的七种选定油品的三次重复测试中显示出良好的重现性。通过用硼酸改性硅胶，分离出芳香族氮化合物，并通过全面的二维气相色谱（GC×GC-qMS）和傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）进行分析。未改性的硅胶中保留了更多的饱和级分，而改性硅胶保留了更多的芳族和极性级分。对咔唑和吡啶的同源系列进行了完全分离和鉴定，从而获得了所研究化合物的高质量质谱。使用少量原油（〜50 mg）进行硅胶改性。该方法在使用API​​重力范围为14.8至34.4的七种选定油品的三次重复测试中显示出良好的重现性。通过用硼酸改性硅胶，分离了芳香族氮化合物，并通过全面的二维气相色谱（GC×GC-qMS）和傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）进行了分析。未改性的硅胶中保留了更多的饱和级分，而改性硅胶保留了更多的芳族和极性级分。对咔唑和吡啶的同源系列进行了完全分离和鉴定，从而获得了所研究化合物的高质量质谱。使用少量原油（〜50 mg）进行硅胶改性。该方法在使用API​​重力范围为14.8至34.4的七种选定油品的三次重复测试中显示出良好的重现性。通过用硼酸改性硅胶，分离出芳香族氮化合物，并通过全面的二维气相色谱（GC×GC-qMS）和傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）进行分析。未改性的硅胶中保留了更多的饱和级分，而改性硅胶保留了更多的芳族和极性级分。对咔唑和吡啶的同源系列进行了完全分离和鉴定，从而获得了所研究化合物的高质量质谱。使用7种API重力范围为14.8至34.4的机油。通过用硼酸改性硅胶，分离了芳香族氮化合物，并通过全面的二维气相色谱（GC×GC-qMS）和傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）进行了分析。未改性的硅胶中保留了更多的饱和级分，而改性硅胶保留了更多的芳族和极性级分。对咔唑和吡啶的同源系列进行了完全分离和鉴定，从而获得了所研究化合物的高质量质谱。使用7种API重力范围为14.8至34.4的机油。通过用硼酸改性硅胶，分离了芳香族氮化合物，并通过全面的二维气相色谱（GC×GC-qMS）和傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）进行了分析。未改性的硅胶中保留了更多的饱和级分，而改性硅胶保留了更多的芳族和极性级分。对咔唑和吡啶的同源系列进行了完全分离和鉴定，从而获得了所研究化合物的高质量质谱。通过全面的二维气相色谱（GC×GC-qMS）和傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）分离并分析了芳香族氮化合物。未改性的硅胶中保留了更多的饱和级分，而改性硅胶保留了更多的芳族和极性级分。对咔唑和吡啶的同源系列进行了完全分离和鉴定，从而获得了所研究化合物的高质量质谱。通过全面的二维气相色谱（GC×GC-qMS）和傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）分离并分析了芳香族氮化合物。未改性的硅胶中保留了更多的饱和级分，而改性硅胶保留了更多的芳族和极性级分。咔唑和吡啶同源系列被完全分离和鉴定，从而获得了所研究化合物的高质量质谱。