KR101140000B1 - A method of visualizing physical and chemical properties of crude oils using correlation of spectral data with the properties - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원유의 고분해능 질량 분광분석으로부터 얻은 스펙트럼 내에 존재하는 피크 데이터와 상기 피크에 해당하는 원유에 포함되어 있는 화합물의 물리화학적 특성 간의 상관관계를 통계적으로 분석한 후, 상기 각각의 피크에 해당하는 상관관계 분석 결과를 다수의 원형 밴드 영역과 하나의 원 영역으로 구분되는 원형의 다이아그램으로 시각화함으로써, 수천 개 이상의 피크를 가진 원유의 고분해능 질량 분광분석 스펙트럼을 원형 다이아그램으로 축약하여 표현함으로써 보다 빠르고 체계적으로 원유의 특성을 파악할 수 있는, 원유의 특성 시각화 방법에 관한 것이다.The present invention statistically analyzes the correlation between the peak data present in the spectrum obtained from high resolution mass spectrometry of crude oil and the physicochemical properties of the compounds contained in the crude oil corresponding to the peak, and then corresponds to the respective peaks. By visualizing the results of the correlation analysis as a circular diagram divided into multiple circular band regions and one circular region, the high resolution mass spectroscopy spectra of crude oil with thousands or more peaks can be abbreviated and represented as a circular diagram. The present invention relates to a method of visualizing the characteristics of crude oil that can systematically grasp the characteristics of crude oil.

Description

원유의 물리화학적 특성과 분광 데이터의 상관관계를 이용한 원유의 특성 시각화 방법{A method of visualizing physical and chemical properties of crude oils using correlation of spectral data with the properties}A method of visualizing physical and chemical properties of crude oils using correlation of spectral data with the properties}

본 발명은 고분해능 질량 스펙트럼과 원유 시료의 물리 화학적 특성 간의 상관관계를 조사하고 이를 시각화함으로써 원유의 특성을 보다 빠르고 체계적으로 파악할 수 있는 원유의 특성 시각화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of visualizing the characteristics of crude oil, which can quickly and systematically grasp the characteristics of the crude oil by investigating and visualizing the correlation between the high resolution mass spectrum and the physicochemical characteristics of the crude oil sample.

세계적으로 남아있는 원유 매장물의 비중이 커지고 황 함유량이 증가함에 따라, 원유의 정확한 조성을 알 필요가 증가하고 있고, 원유의 화학적 조성에 대한 연구들이 진행되고 있다. 가스 크로마토그래피와 질량 분광분석의 조합(GC-MS)은 원유의 연구에 성공적으로 적용되어 왔으며, GC-MS는 원유의 상세한 화학적 조성에 대한 지식을 크게 증진시켰다. 그러나, GC-MS는 한계를 가진다. 예를 들어, 비중이 큰 원유를 특징화하는데 중요한 성분인, 극성 화합물이 상기 방법과 맞지 않다. 또한, 고중량의 분자 성분들 (m/z >400)을 연구하기 어렵다.As the share of crude oil reserves remaining worldwide and sulfur content increase, the need to know the exact composition of crude oil is increasing, and studies on the chemical composition of crude oil are being conducted. The combination of gas chromatography and mass spectrometry (GC-MS) has been successfully applied to the study of crude oil, and GC-MS has greatly enhanced the knowledge of the detailed chemical composition of crude oil. However, GC-MS has limitations. For example, polar compounds, which are important ingredients for characterizing high specific gravity crude oil, are not compatible with this method. In addition, it is difficult to study high molecular weight components (m / z> 400).

최근에, 새로운 기술, 석유학(petroleumics)이 석유 조성에 대한 지식을 넓히는 것으로 드러났다. 석유학에서, 종래 기술에 의해 검출하기 어려웠던, 원유의 극성 및 고비중의 성분은 초-고 분해능 질량 분광분석법, 특히 퓨리에-변환 이온 사이클로트론 공명 질량 분광분석법 (FT-ICR MS)으로 연구된다. FT-ICR MS는 고 분해능과 정확한 질량 측정 능력을 가지는 것으로 잘 알려져 있다. 석유의 광대역 FT-ICR MS 스펙트럼은 대개 매우 복잡하고 통상적으로 넓은 동적 범위에 걸쳐 수천개의 피크를 포함한다. 많은 연구들에서 석유학에 대한 FT-ICR MS의 응용을 향상시키기 위한, 새로운 기계의 사용, 이온화 방법, 및 데이터 해석 방법들이 개발되어 왔다. FT-ICR MS는 원유의 구조적 설명을 위해 이온 이동성 분류법과 결합되었다. FT-ICR MS를 이용한 석유학적 접근법은 분자 수준에서 원유의 화학적 조성을 연구하는데 매우 효과적인 것으로 나타났다.Recently, new technologies, petroleumics, have been shown to broaden the knowledge of petroleum composition. In petroleum, the polar and high specific constituents of crude oil, which were difficult to detect by the prior art, are studied by ultra-high resolution mass spectroscopy, in particular Fourier-converted ion cyclotron resonance mass spectroscopy (FT-ICR MS). FT-ICR MS is well known for its high resolution and accurate mass measurement capability. Petroleum wideband FT-ICR MS spectra are often very complex and typically include thousands of peaks over a wide dynamic range. Many studies have been developed to use new machines, ionization methods, and data interpretation methods to improve the application of FT-ICR MS to petroleum. FT-ICR MS has been combined with ion mobility classification for structural description of crude oil. Petroleum approaches using FT-ICR MS have been shown to be very effective in studying the chemical composition of crude oil at the molecular level.

석유학의 하나의 기본적인 목적은 원유의 특성을 이해하고 예측하는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위하여, 우선 FT-ICR MS로 얻은 분광학적 정보와 원유의 특성 간의 상관관계가 있는지 여부를 결정해야 한다. FT-ICR MS를 이용한 많은 석유학적 연구들이 보고되어 왔으며, 분광학적 발견이 원유의 특성과 관련있다는 것으로 추측되어져 왔다. 그러나, 이러한 추측의 체계적인 조사가 공개된 바는 없다.One basic aim of petroleum is to understand and predict the characteristics of crude oil. To achieve this goal, it is first necessary to determine whether there is a correlation between the spectroscopic information obtained with FT-ICR MS and the properties of crude oil. Many petroleum studies using FT-ICR MS have been reported and speculated that spectroscopic findings relate to the properties of crude oil. However, no systematic investigation of this conjecture has been made public.

또한, 종래의 석유학적 연구결과들은 FT-ICR MS로 얻은 분광학적 정보를 통해 원유의 특성을 파악하고 이를 평면적으로 기술하는데 그쳐 원유의 특성을 보다 빠르고 체계적으로 파악하는데는 어려움이 있었다.In addition, the results of conventional petroleum studies have been difficult to identify the characteristics of the crude oil through the spectroscopic information obtained by FT-ICR MS and to describe it in a flat manner, so that the characteristics of the crude oil can be quickly and systematically identified.

이에 본 발명자는 상기와 같은 점을 감안하여 연구하던 중 고분해능 질량 스펙트럼과 원유 시료의 물리 화학적 특성 간의 상관관계를 조사하고 이를 시각화함으로써 원유의 특성을 보다 빠르고 체계적으로 파악할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have investigated and visualized the correlation between the high resolution mass spectrum and the physicochemical properties of the crude oil sample, and confirmed that the characteristics of the crude oil can be identified more quickly and systematically. Completed.

본 발명의 목적은 고분해능 질량 스펙트럼과 원유 시료의 물리 화학적 특성 간의 상관관계를 조사하고 이를 시각화함으로써 원유의 특성을 보다 빠르고 체계적으로 파악할 수 있는 원유의 특성 시각화 방법을 제공하고자 하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method for visualizing the characteristics of crude oil that can quickly and systematically understand the characteristics of crude oil by investigating and visualizing the correlation between the high resolution mass spectrum and the physicochemical characteristics of the crude oil sample.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 원유의 고분해능 질량 분광분석으로부터 얻은 스펙트럼 내에 존재하는 피크 데이터와 상기 피크에 해당하는 원유에 포함되어 있는 화합물의 물리화학적 특성 간의 상관관계를 통계적으로 분석한 후, 상기 각각의 피크에 해당하는 상관관계 분석 결과를 다수의 원형 밴드 영역과 하나의 원 영역으로 구분되는 원형의 다이아그램으로 시각화함으로써, 수천 개 이상의 피크를 가진 원유의 고분해능 질량 분광분석 스펙트럼을 원형 다이아그램으로 축약하여 표현함으로써 보다 빠르고 체계적으로 원유의 특성을 파악할 수 있는, 원유의 특성을 시각화하는 방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention statistically analyzes the correlation between the peak data present in the spectrum obtained from high resolution mass spectrometry of crude oil and the physicochemical properties of the compounds contained in the crude oil corresponding to the peak, Correlation analysis results for the respective peaks are visualized in a circular diagram divided into a plurality of circular band regions and one circular region, whereby high resolution mass spectroscopy spectra of crude oil having thousands or more peaks are circular diagrams. It provides a method of visualizing the characteristics of crude oil that can identify the characteristics of crude oil more quickly and systematically.

하나의 양태로서 본 발명은 원유의 고분해능 질량 분광분석으로부터 얻은 스펙트럼 내에 존재하는 피크 데이터와 상기 피크에 해당하는 원유에 포함되어 있는 화합물의 물리화학적 특성 간의 상관관계를 통계적으로 분석하여 얻은 분석 데이터를 하기 영역을 포함하는 원형의 다이아그램으로 표현하여 원유의 특성을 시각화하는 방법을 제공한다:In one embodiment, the present invention provides analytical data obtained by statistically analyzing a correlation between peak data present in a spectrum obtained from high resolution mass spectrometry of crude oil and physicochemical properties of a compound included in crude oil corresponding to the peak. It provides a way to visualize the properties of crude oil by expressing it as a circular diagram containing regions:

중심으로부터 가장 멀리 위치한, 각각의 화합물이 가지는 헤테로 원자 종(class)을 분류하여 지정하는 화학종 밴드 영역에 해당하는 (1)번 밴드 영역;A band region (1) corresponding to a chemical species band region which classifies and specifies a heteroatomic class of each compound located farthest from the center;

상기 (1)번 밴드 영역과 인접한 내부에 위치한, 각각의 피크가 지정하는 화합물이 가지는 이중결합 등가(DBE) 값과 탄소수(C#)를 표시한 DBE 대 C# 밴드 영역에 해당하는 (2)번 밴드 영역;Band (2) corresponding to the DBE vs. C # band region in which the double bond equivalent (DBE) value of the compound designated by each peak and the carbon number (C #) located in the inner region adjacent to the band region (1) are indicated. domain;

상기 (2)번 밴드 영역과 인접한 내부에 위치한, 상기 스펙트럼 내에 존재하는 피크의 상대적인 존재비를 1 번째 오리지널 변수로 하고 원유의 특성을 2 번째 오리지널 변수로 하여 얻은 순위상관계수의 분포를 나타내는 순위상관계수 분포 밴드 영역에 해당하는 (3)번 밴드 영역; 및Rank correlation coefficient showing the distribution of rank correlation coefficients obtained by using the relative abundance ratio of peaks in the spectrum located inside the band region (2) as the first original variable and the characteristics of crude oil as the second original variable. Band region (3) corresponding to the distribution band region; And

상기 (3)번 밴드 영역과 인접한 내부에 위치한, 순위상관계수의 값에 따라 색으로 코드화된 상관관계 원 영역에 해당하는 (4)번 원 영역.
Circle region (4) corresponding to the color-coded correlation circle region according to the value of the rank correlation coefficient located inside the band region (3).

다른 하나의 양태로서 본 발명은 하기 단계를 포함하는 원유의 특성을 분석하는 방법을 제공한다:In another aspect, the present invention provides a method for characterizing crude oil, comprising the following steps:

원유의 고분해능 질량 분광분석 스펙트럼을 얻는 단계;Obtaining a high resolution mass spectrometric spectrum of the crude oil;

상기 스펙트럼 내에 존재하는 각각의 피크 데이터를 기초로 상기 피크에 해당하는 화합물이 가지는 헤테로 원자의 종을 분류하는 단계;Classifying the species of the hetero atom of the compound corresponding to the peak based on the respective peak data present in the spectrum;

상기 스펙트럼 내에 존재하는 각각의 피크 데이터를 기초로 상기 피크에 해당하는 화합물이 가지는 이중결합 등가(DBE) 값과 탄소수(C#)를 얻는 단계;Obtaining a double bond equivalent (DBE) value and carbon number (C #) of a compound corresponding to the peak based on each peak data present in the spectrum;

상기 스펙트럼 내에 존재하는 피크의 상대적인 존재비를 1 번째 오리지널 변수로 하고 원유의 특성을 2 번째 오리지널 변수로 하여 순위상관계수를 얻는 단계;Obtaining a rank correlation coefficient using a relative abundance ratio of peaks present in the spectrum as a first original variable and a characteristic of crude oil as a second original variable;

중심으로부터 가장 멀리 위치한 (1)번 밴드 영역에는 각각의 화합물이 가지는 헤테로 원자 종(class)을 구분하여 지정하는 화학종 밴드 영역을 배치하는 단계;Disposing a chemical species band region in the (1) band region which is farthest from the center to classify and designate a hetero atom class of each compound;

상기 (1)번 밴드 영역과 인접한 내부에 위치한 (2)번 밴드 영역에는 각각의 화합물이 가지는 이중결합 등가(DBE) 값과 탄소수(C#)를 표시한 DBE 대 C# 밴드 영역을 배치하는 단계;Disposing a DBE-to-C # band region indicating a double bond equivalent (DBE) value and carbon number (C #) of each compound in a band region (2) located adjacent to the band region (1);

상기 (2)번 밴드 영역과 인접한 내부에 위치한 (3)번 밴드 영역에는 순위상관계수의 분포를 나타내는 순위상관계수 분포 밴드 영역을 배치하는 단계; 및Disposing a rank correlation coefficient distribution band region representing a distribution of rank correlation coefficients in a band region (3) located adjacent to the band region (2); And

상기 (3)번 밴드 영역과 인접한 내부에 위치한 (4)번 원 영역에는 순위상관계수의 값에 따라 색으로 코드화된 상관관계 원 영역을 배치하는 단계.
Distributing a color-coded correlation circle region according to the value of the rank correlation coefficient in the circle region (4) located adjacent to the band region (3).

본 발명에서 사용하는 용어 "헤테로 원자 종(class)"은 원유 시료 내에 포함되어 있는 각각의 화합물들이 가지는 원자를 분석하여 각각의 헤테로 원자로 분류하여 구분해 놓은 종을 의미한다. 예를 들어, 탄소와 수소만으로 이루어진 화합물은 CH 종으로 표시하며, 탄소와 수소 외에 산소 원자 1개를 가지는 화합물은 O1 종, 산소 원자 2개를 가지는 화합물은 O2 종 등으로 표시한다. 동일한 방식으로, N1 종, N1O1 종, N1S1 종, O1S1 종, O1S2 종, O2S1 종, S1 종, S2 종 등으로 표시한다.As used herein, the term “heteroatomic class” refers to a species classified by heteroatoms by analyzing atoms of respective compounds included in crude oil samples. For example, a compound consisting of only carbon and hydrogen is represented by CH species, and a compound having one oxygen atom in addition to carbon and hydrogen is represented by O 1 , and a compound having two oxygen atoms by O 2 . In the same manner, N 1 , N 1 O 1 , N 1 S 1 , O 1 S 1 , O 1 S 2 , O 2 S 1 , S 1 , S 2 and the like.

본 발명에서 사용하는 용어 "이중결합 등가(double bond equivalence, DBE)"는, 원유 시료 내에 포함되어 있는 각각의 화합물들이 가지는 탄소의 고리 및 이중 결합의 수를 의미한다.As used herein, the term "double bond equivalence (DBE)" means the number of rings and double bonds of carbon of each compound included in the crude oil sample.

본 발명에서 사용하는 용어 "탄소수(C#)"는 원유 시료 내에 포함되어 있는 각각의 화합물들이 가지는 탄소 원자의 수를 의미한다.The term "carbon number (C #)" used in the present invention means the number of carbon atoms of each compound included in the crude oil sample.

본 발명에서 사용하는 용어 "순위상관계수"는 순위로 주어진 두 변수의 상관 정도를 나타내는 상관계수로서 ρ로 표시하며 스피어만 상관계수라고도 한다. 이는 데이터가 서열척도인 경우 즉 자료의 값 대신 순위를 이용하는 경우의 상관계수로서 데이터를 값에 따라 차례로 순위를 매겨 서열 순서로 바꾼 뒤 순위를 이용해 상관계수를 구한다. 순위상관계수는 -1과 1 사이의 값을 가지는데 두 변수안의 순위가 완전히 일치하면 +1이고, 두 변수의 순위가 완전히 반대이면 -1이 된다. 본 발명에서는 질량 분석 스펙트럼 내에 존재하는 피크의 상대적인 존재비를 1 번째 오리지널 변수로 하고 원유의 특성을 2 번째 오리지널 변수로 하여 순위상관계수를 얻는다.
The term "rank correlation coefficient" used in the present invention is a correlation coefficient indicating the degree of correlation between two variables given as a rank, denoted by ρ, and is also referred to as a spearman correlation coefficient. This is a correlation coefficient when data is a sequence scale, that is, when a ranking is used instead of a data value. The data is ranked in order according to the values, and then converted into sequence order to obtain a correlation coefficient. The rank correlation has a value between -1 and 1, which is +1 if the ranks of the two variables match completely, or -1 if the ranks of the two variables are completely opposite. In the present invention, the rank correlation coefficient is obtained using the relative abundance of the peaks present in the mass spectrometry spectrum as the first original variable and the characteristics of the crude oil as the second original variable.

본 발명의 원유 특성을 시각화한 원형의 다이아그램은 1개의 중심 원 영역과 상기 중심 원 영역 밖에 위치하는 3개의 원형 밴드 영역으로 이루어진다.
The circular diagram visualizing the crude oil properties of the present invention consists of one central circle region and three circular band regions located outside the central circle region.

본 발명의 원형 다이아그램에서 중심으로부터 가장 멀리 위치한 (1)번 밴드 영역은 각각의 화합물이 가지는 헤테로 원자 종(class)을 분류하여 지정하는 화학종 밴드 영역에 해당한다.In the circular diagram of the present invention, the band region (1) located farthest from the center corresponds to the chemical species band region which classifies and designates the heteroatomic class of each compound.

본 발명에서, 상기 (1)번 밴드 영역의 길이는 p 값이 <0.05인 피크의 수에 비례한다.
In the present invention, the length of the band region (1) is proportional to the number of peaks whose p value is <0.05.

본 발명의 원형 다이아그램에서 (1)번 밴드 영역과 인접한 내부에 위치한 (2)번 밴드 영역은 각각의 피크가 지정하는 화합물이 가지는 이중결합 등가(DBE) 값과 탄소수(C#)를 표시한 DBE 대 C# 밴드 영역에 해당한다.In the circular diagram of the present invention, the band region (2) located adjacent to the band region (1) shows a double bond equivalent (DBE) value and carbon number (C #) of the compound designated by each peak. Corresponds to the C # band region.

본 발명에서, 상기 (2)번 밴드 영역의 이중결합 등가(DBE) 값은 중심에서 멀어지는 방향으로 값이 증가하고 탄소수(C#)는 시계 방향으로 값이 증가한다. In the present invention, the double bond equivalent (DBE) value of the band region (2) increases in a direction away from the center and the carbon number (C #) increases in a clockwise direction.

본 발명에서, 상기와 같은 이중결합 등가(DBE) 값과 탄소수(C#)의 증가 방향으로 인하여, 상기 (2)번 밴드 영역 내에는 동일한 탄소수(C#)를 가지면서 이중결합 등가(DBE) 값이 다른 피크 데이터들이 형성하는 다수의 라인(line)이 배치된다.In the present invention, due to the double bond equivalent (DBE) value and the increase direction of the carbon number (C #), the double bond equivalent (DBE) value has the same carbon number (C #) in the band region (2) Multiple lines are formed that form different peak data.

본 발명에서, 상기 (2)번 밴드 영역에서 각각의 헤테로 원자 종이 구분되는 말단 부분에는 각각의 헤테로 종을 위한 탄소수(C#)의 최소 값과 최대 값이 표시된다.
In the present invention, the terminal portion of each hetero atom species in the band region (2) is displayed the minimum value and the maximum value of the carbon number (C #) for each hetero species.

본 발명의 원형 다이아그램에서 상기 (2)번 밴드 영역과 인접한 내부에 위치한 (3)번 밴드 영역은 스펙트럼 내에 존재하는 피크의 상대적인 존재비를 1 번째 오리지널 변수로 하고 원유의 특성을 2 번째 오리지널 변수로 하여 얻은 순위상관계수의 분포를 나타내는 순위상관계수 분포 밴드 영역에 해당한다.
In the circular diagram of the present invention, the band region (3) located inside the band region adjacent to the band region (2) has the relative abundance of the peaks present in the spectrum as the first original variable and the characteristics of the crude oil as the second original variable. Corresponds to the rank correlation distribution band region representing the distribution of rank correlation coefficients obtained by

본 발명의 원형 다이아그램에서 상기 (3)번 밴드 영역과 인접한 내부에 위치한 (4)번 원 영역은 순위상관계수의 값에 따라 색으로 코드화된 상관관계 원 영역에 해당한다.In the circular diagram of the present invention, the circle area (4) located inside the band area (3) adjacent to the band area (3) corresponds to the color circle-related correlation circle area according to the value of the rank correlation coefficient.

본 발명에서, 상기 상관관계 원 영역에 해당하는 (4)번 원 영역은 순위상관계수(ρ)의 값이 >0.75인 경우 빨간색으로 표시되고 0.75<ρ<0.50인 경우 주황색으로 표시되며 0.50<ρ<-0.50인 경우 연두색으로 표시되고 -0.50<ρ<-0.75인 경우 초록색으로 표시되며 <-0.75인 경우 파란색으로 표시됨으로써 색으로 코드화된다.In the present invention, the circle area (4) corresponding to the correlation circle area is displayed in red when the value of the correlation coefficient (ρ) is> 0.75 and orange when 0.75 <ρ <0.50, and 0.50 <ρ If it is <-0.50, it is light green, and if it is -0.50 <ρ <-0.75, it is green. If it is <-0.75, it is blue.

본 발명에서, 상기와 같이 순위상관계수(ρ)의 값에 따라 색으로 코드화됨에 따라 빨간색과 주황색은 강한 양성 상관관계를 나타내고, 연두색은 상관관계가 약하거나 없는 것을 나타내며, 초록색과 파란색은 강한 음성 상관관계를 나타내게 된다.
In the present invention, red and orange represent a strong positive correlation, light green represents a weak or no correlation, and green and blue represent a strong negative as the color is coded according to the value of the rank correlation coefficient as described above. Will be correlated.

본 발명에서, 고분해능 질량 분광분석으로는 퓨리에 변환 이온 사이클로트론 공명 질량 분광분석을 사용할 수 있다.In the present invention, Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectroscopy can be used as high resolution mass spectroscopy.

본 발명에서, 원형의 상관관계 다이아그램은 서코스 다이아그램(Circos diagram)을 이용하여 얻을 수 있다.
In the present invention, a circular correlation diagram can be obtained by using a circos diagram.

본 발명의 일 실시예에서는 원유 시료의 고분해능 질량 분광분석 스펙트럼 내에서 관찰되는 피크들과, 황 함유량 간의 상관관계를 원형의 다이아그램으로 나타내었다.In one embodiment of the present invention, the correlation between the peaks observed in the high-resolution mass spectrometry spectra of the crude oil sample and the sulfur content is shown as a circular diagram.

본 발명의 다른 일 실시예에서는 원유 시료의 고분해능 질량 분광분석 스펙트럼 내에서 관찰되는 피크들과, 질소 함유량 간의 상관관계를 원형의 다이아그램으로 나타내었다.In another embodiment of the present invention, the correlation between the peaks observed in the high-resolution mass spectrometry spectra of the crude oil sample and the nitrogen content is shown as a circular diagram.

본 발명의 다른 일 실시예에서는 원유 시료의 고분해능 질량 분광분석 스펙트럼 내에서 관찰되는 피크들과, 전체 산가 간의 상관관계를 원형의 다이아그램으로 나타내었다.In another embodiment of the present invention, the correlation between the peaks observed in the high resolution mass spectrometry spectrum of the crude oil sample and the total acid value is shown as a circular diagram.

본 발명의 다른 일 실시예에서는 원유 시료의 고분해능 질량 분광분석 스펙트럼 내에서 관찰되는 피크들과, 바나듐 함유량 간의 상관관계를 원형의 다이아그램으로 나타내었다.In another embodiment of the present invention, the correlation between the peaks observed in the high-resolution mass spectrometry spectrum of the crude oil sample and the vanadium content is shown in a circular diagram.

본 발명의 다른 일 실시예에서는 원유 시료의 고분해능 질량 분광분석 스펙트럼 내에서 관찰되는 피크들과, 니켈 함유량 간의 상관관계를 원형의 다이아그램으로 나타내었다.In another embodiment of the present invention, the correlation between the peaks observed in the high resolution mass spectrometry spectra of the crude oil sample and the nickel content is shown in a circular diagram.

본 발명의 다른 일 실시예에서는 원유 시료의 고분해능 질량 분광분석 스펙트럼 내에서 관찰되는 피크들과, 비중 간의 상관관계를 원형의 다이아그램으로 나타내었다.In another embodiment of the present invention, the correlation between the peaks observed in the high resolution mass spectrometry spectrum of the crude oil sample and the specific gravity is shown as a circular diagram.

본 발명의 다른 일 실시예에서는 원유 시료의 고분해능 질량 분광분석 스펙트럼 내에서 관찰되는 피크들과, 상압증류공정 후 남은 대기 중 잔사유의 백분율 간의 상관관계를 원형의 다이아그램으로 나타내었다.In another embodiment of the present invention, a circular diagram shows a correlation between peaks observed in a high resolution mass spectrometric spectrum of a crude oil sample and a percentage of atmospheric residue remaining after an atmospheric distillation process.

본 발명의 실시예에 기재된 상기 원형의 상관관계 다이아그램들을 통해, 통계적으로 유의성을 가지는(p<0.05) 수많은 피크들이 황, 질소, 니켈 및 바나듐의 원소 함량과 강한 상관관계를 가짐을 확인하였다. 또한, 다수의 피크들이, 산도, 비중, 및 원유의 상압잔사유 증류 후 잔사유의 중량 비율과 상관관계를 가짐도 확인되었다. 이러한 상관관계는 일반적으로 받아들여지는 개념과 잘 일치되어, 이러한 접근이 유효함을 본 발명의 원형 다이아그램들을 통해 확인할 수 있었다. 예를 들어, S1, S2 및 NS와 같은 황-함유 종(class)은 황 함량과 충분한 상관관계를 가졌다. COOH 작용기를 가지는, 화합물의 O2 및 O4 종은 전체 산가(TAN, total acid number)와 강한 상관관계를 가졌다. 이후의 분석은 몇몇의 상관관계가, 탄소수와, 탄소의 고리 및 이중결합의 수에 의존함을 보여주었다.
Through the circular correlation diagrams described in the examples of the present invention, it was confirmed that a number of statistically significant peaks (p <0.05) had a strong correlation with elemental contents of sulfur, nitrogen, nickel and vanadium. It was also confirmed that a number of peaks correlate with acidity, specific gravity, and the weight ratio of residual oil after distillation of atmospheric residue oil of crude oil. This correlation is in good agreement with generally accepted concepts, confirming the validity of this approach with the circular diagrams of the present invention. For example, sulfur-containing classes such as S 1 , S 2 and NS had sufficient correlation with sulfur content. O 2 and O 4 species of the compound, having COOH functionality, had a strong correlation with the total acid number (TAN). Subsequent analyzes showed that some correlations depend on the number of carbons and the number of rings and double bonds in the carbon.

따라서, 본 발명은 원유의 고분해능 질량 분광분석으로부터 얻은 스펙트럼 내에 존재하는 피크 데이터와 상기 피크에 해당하는 원유에 포함되어 있는 화합물의 물리화학적 특성 간의 상관관계를 다수의 원형 밴드 영역과 하나의 원 영역으로 구분되는 원형의 다이아그램으로 시각화함으로써, 고분해능 질량 분광분석, 예를 들어 FT-ICR MS에 의해 측정된 화학적 조성과 원유의 물리 화학적인 특성 간에는 명확한 상관관계가 보임을 확인할 수 있으며, 수천 개 이상의 피크를 가진 원유의 고분해능 질량 분광분석 스펙트럼을 원형 다이아그램으로 축약하여 표현함으로써 보다 빠르고 체계적으로 원유의 특성을 파악할 수 있다.Accordingly, the present invention relates a correlation between peak data existing in a spectrum obtained from high resolution mass spectrometry of crude oil and physicochemical properties of a compound included in crude oil corresponding to the peak into a plurality of circular band regions and a single circular region. Visualization with distinct circular diagrams shows that there is a clear correlation between the chemical composition measured by high-resolution mass spectrometry, eg FT-ICR MS, and the physicochemical properties of crude oil, with thousands of peaks The high-resolution mass spectrometry spectra of crude oils with the abbreviated circular diagrams can be used to quickly and systematically characterize crude oil.

본 발명은 원유의 고분해능 질량 분광분석으로부터 얻은 스펙트럼 내에 존재하는 피크 데이터와 상기 피크에 해당하는 원유에 포함되어 있는 화합물의 물리화학적 특성 간의 상관관계를 통계적으로 분석한 후, 상기 각각의 피크에 해당하는 상관관계 분석 결과를 다수의 원형 밴드 영역과 하나의 원 영역으로 구분되는 원형 다이아그램으로 시각화함으로써, 수천 개 이상의 피크를 가진 원유의 고분해능 질량 분광분석 스펙트럼을 원형 다이아그램으로 축약하여 표현함으로써 보다 빠르고 체계적으로 원유의 특성을 파악할 수 있는, 원유의 특성을 시각화하는 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.The present invention statistically analyzes the correlation between the peak data present in the spectrum obtained from high resolution mass spectrometry of crude oil and the physicochemical properties of the compounds contained in the crude oil corresponding to the peak, and then corresponds to the respective peaks. By visualizing the correlation analysis as a circular diagram divided into multiple circular band regions and one circular region, the high resolution mass spectrometry spectra of crude oil with thousands or more peaks are abbreviated and represented as circular diagrams for faster and more systematic As a result, it is possible to provide a method of visualizing the characteristics of crude oil, which can grasp the characteristics of crude oil.

도 1은 positive-모드 APPI FT-ICR MS에 의해 관찰된 원유 시료의 스펙트럼과 원유 시료의 황 함유량 간의 상관관계를 시각화한 본 발명의 원형 다이아그램의 일례를 보여주는 것이다.
도 2는 positive-모드 APPI FT-ICR MS에 의해 관찰된 원유 시료의 스펙트럼과 원유 시료의 질소 함유량 간의 상관관계를 시각화한 본 발명의 원형 다이아그램의 일례를 보여주는 것이다.
도 3은 negative-모드 APPI FT-ICR MS에 의해 관찰된 원유 시료의 스펙트럼과 전체 산가(total acid number, TAN)와의 상관관계를 시각화한 본 발명의 원형 다이아그램의 일례를 보여주는 것이다.
도 4는 positive-모드 APPI FT-ICR MS에 의해 관찰된 원유 시료의 스펙트럼과 원유 시료의 바나듐 함유량 간의 상관관계를 시각화한 본 발명의 원형 다이아그램의 일례를 보여주는 것이다.
도 5는 positive-모드 APPI FT-ICR MS에 의해 관찰된 원유 시료의 스펙트럼과 원유 시료의 니켈 함유량 간의 상관관계를 시각화한 본 발명의 원형 다이아그램의 일례를 보여주는 것이다.
도 6은 positive-모드 APPI FT-ICR MS에 의해 관찰된 원유 시료의 스펙트럼과 American Petroleum Institute (API) 비중 값 간의 상관관계를 시각화한 본 발명의 원형 다이아그램의 일례를 보여주는 것이다.
도 7은 positive-모드 APPI FT-ICR MS에 의해 관찰된 원유 시료의 스펙트럼과 상압증류공정 후 남은 대기 중 잔사유의 백분율(AR) 간의 상관관계를 시각화한 본 발명의 원형 다이아그램의 일례를 보여주는 것이다.
도 8은 AR 값과 황 간의 관계가 대량 특성으로 확대될 수 있는지 여부를 결정하기 위하여 얻은 플롯이다.
도 9는 AR 값과 질소 간의 관계가 대량 특성으로 확대될 수 있는지 여부를 결정하기 위하여 얻은 플롯이다.1 shows an example of a circular diagram of the present invention visualizing the correlation between the spectra of crude oil samples and the sulfur content of crude oil samples observed by positive-mode APPI FT-ICR MS.
FIG. 2 shows an example of a circular diagram of the present invention visualizing the correlation between the spectrum of crude oil samples and the nitrogen content of crude oil samples observed by a positive-mode APPI FT-ICR MS.
FIG. 3 shows an example of a circular diagram of the present invention visualizing the correlation between the spectrum of a crude oil sample and the total acid number (TAN) observed by negative-mode APPI FT-ICR MS.
FIG. 4 shows an example of a circular diagram of the present invention visualizing the correlation between the spectrum of crude oil samples observed by positive-mode APPI FT-ICR MS and the vanadium content of crude oil samples.
FIG. 5 shows an example of a circular diagram of the present invention visualizing the correlation between the spectrum of crude oil samples and the nickel content of crude oil samples observed by positive-mode APPI FT-ICR MS.
FIG. 6 shows an example of a circular diagram of the present invention visualizing the correlation between spectra of crude oil samples observed by positive-mode APPI FT-ICR MS and American Petroleum Institute (API) specific gravity values.
FIG. 7 shows an example of a circular diagram of the present invention visualizing the correlation between the spectrum of crude oil samples observed by positive-mode APPI FT-ICR MS and the percentage of residual air residue (AR) after atmospheric distillation. will be.
8 is a plot obtained to determine whether the relationship between AR values and sulfur can be extended to mass properties.
9 is a plot obtained to determine whether the relationship between AR values and nitrogen can be extended to bulk properties.

이하, 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 효과를 보다 더 구체적으로 설명하고자 하나, 이들 실시예는 본 발명의 예시적인 기재일뿐 본 발명의 범위가 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the configuration and effects of the present invention will be described in more detail with reference to examples, but these examples are merely illustrative of the present invention, and the scope of the present invention is not limited only to these examples.

실시예 1: 질량 분광학적 분석Example 1 Mass Spectroscopy Analysis

20개의 원유 시료와 이들의 대량 특성을 SK 에너지 주식회사(서울, 대한민국)로부터 입수하였다. 높은 황 함량을 가지는 10개의 원유 시료와 낮은 황 함량을 가지는 10개의 원유 시료를 본 실시예를 위해 선택하였다. 사용된 원유의 대량(bulk) 특성은 하기 표 1에 나타내었다.Twenty crude oil samples and their bulk characteristics were obtained from SK Energy Corporation (Seoul, South Korea). Ten crude oil samples with high sulfur content and ten crude oil samples with low sulfur content were selected for this example. The bulk characteristics of the crude oil used are shown in Table 1 below.

시료 번호Sample number 황
(㎎/ℓ)sulfur
(Mg / l) N
(ppm)N
(ppm) TAN
(㎎KOH/g)TAN
(MgKOH / g) APIAPI V
(ppm)V
(ppm) Ni
(ppm)Ni
(ppm) AR
(중량%)AR
(weight%) 0101 0.610.61 38613861 2.052.05 20.120.1 17.517.5 9.59.5 65.4665.46 0202 2.872.87 16451645 0.290.29 27.627.6 56.356.3 18.518.5 50.7550.75 0303 4.54.5 -- 3.53.5 88 105.6105.6 -- -- 0404 0.130.13 949949 0.580.58 22.322.3 00 18.418.4 45.1845.18 0505 0.090.09 -- 0.540.54 39.5739.57 -- -- 28.1228.12 0606 0.080.08 -- 0.870.87 38.6138.61 -- -- 31.0631.06 0707 0.080.08 28652865 2.342.34 27.227.2 00 42.042.0 73.3373.33 0808 0.110.11 18841884 4.264.26 2222 00 8.38.3 78.3178.31 0909 0.20.2 32313231 1.461.46 20.720.7 1.31.3 49.149.1 77.1777.17 1010 0.130.13 16541654 0.250.25 32.632.6 1.71.7 2.92.9 51.1151.11 1111 4.794.79 21362136 0.270.27 18.318.3 54.654.6 21.421.4 65.6665.66 1212 0.180.18 35323532 0.790.79 23.123.1 3.73.7 3.93.9 68.3468.34 1313 2.712.71 13501350 0.180.18 30.430.4 28.228.2 9.59.5 45.8645.86 1414 1.851.85 35363536 0.250.25 19.619.6 308.7308.7 128.6128.6 62.6162.61 1515 2.012.01 40114011 0.180.18 19.519.5 329.8329.8 129.0129.0 64.8864.88 1616 0.250.25 44054405 3.153.15 16.116.1 00 12.712.7 81.1781.17 1717 3.773.77 16201620 0.30.3 24.124.1 43.843.8 21.721.7 56.2656.26 1818 3.573.57 40194019 0.450.45 19.319.3 93.593.5 71.071.0 64.3264.32 1919 3.533.53 31233123 0.470.47 19.519.5 108.3108.3 38.738.7 64.4864.48 2020 1.911.91 500500 0.380.38 3434 11.511.5 10.610.6 41.1841.18 [주] - : 데이터 입수할 수 없음[Note]-: No data available

톨루엔/메탄올의 50:50 (v/v) 혼합 용액을 이용하여 상기 원유 시료를 1 ㎎/㎖로 희석함으로써 시료를 준비하였다. HPLC 등급의 메탄올과 톨루엔은 머크 사(Merck, Gibbstown, NJ, USA)로부터 구입하였으며, 추가적인 정제 없이 사용하였다. 준비된 시료를 200 ㎕/h의 유속으로 시린지 펌프(Harvard, Holliston, MA, USA)를 이용하여 곧바로 주입하였다. 분석은 15 T FT-ICR mass spectrometer at the Korean Basic Science Institute (KBSI, Ochang-eup, Korea)을 이용하여 수행하였다. 이온화 방법으로 positive 및 negative 모드의 APPI를 사용하였다. APPI source는 Bruker Daltonics (Billerica, MA, USA)로부터 입수하였다. Bruker Apollo II dual source가 장착된 Apex hybrid Oq-FT 기기를 사용하였다. 질소는 건조되고 분무된 가스의 형태로 사용되었다. APPI 분석을 위한 작동 파라미터는 하기와 같았다: 3.0 L/min의 유속과 200 ℃의 분무 온도, 2.0 L/min의 유속과 200 ℃의 가스 건조 온도; 스키머 전압은 source 내 분열을 최소화하기 위하여 13.0 V로 세팅됨. 이온화된 시료는 1 초 동안 아르곤으로 채워진 충돌관(collision cell) 내에 저장되고, 2-ms time-of-flight 윈도우를 가진 ICR 셀로 이동시켰다. 사이드킥 및 게이티드 트래핑 접근법이 모두 이용되었다. 20 V의 사이드킥 전압이 이온을 초기에 트래핑하기 위해 사용되었다. 이온들이 ICR 트랩으로 이동한 후, 상기 트랩의 압력을 3 V까지 높이고 검출을 위해 1.5 V까지 단계적으로 낮추었다. 결과적으로 얻은 스펙트럼의 신호 대 노이즈 비율을 향상시키기 위하여, 적어도 100 개의 스캔을 모아 평균을 내었다. 각각의 스펙트럼에 대하여, 적어도 2 × 106 데이터 포인트들이 기록되었다. ~ 400 m/z에서 300,000 이상의 평균 분해력이 통상적으로 얻어졌다.Samples were prepared by diluting the crude oil sample to 1 mg / ml using a 50:50 (v / v) mixed solution of toluene / methanol. HPLC grade methanol and toluene were purchased from Merck (Gerck, Gibbstown, NJ, USA) and used without further purification. The prepared samples were directly injected using a syringe pump (Harvard, Holliston, Mass., USA) at a flow rate of 200 μl / h. The analysis was performed using a 15 T FT-ICR mass spectrometer at the Korean Basic Science Institute (KBSI, Ochang-eup, Korea). Positive and negative modes of APPI were used as ionization methods. APPI source was obtained from Bruker Daltonics (Billerica, Mass., USA). Apex hybrid Oq-FT instrument equipped with Bruker Apollo II dual source was used. Nitrogen was used in the form of dried and atomized gas. The operating parameters for APPI analysis were as follows: flow rate of 3.0 L / min and spray temperature of 200 ° C., flow rate of 2.0 L / min and gas drying temperature of 200 ° C .; The skimmer voltage is set to 13.0 V to minimize disruption in the source. Ionized samples were stored in a collision cell filled with argon for 1 second and transferred to an ICR cell with a 2-ms time-of-flight window. Both sidekick and gated trapping approaches were used. A sidekick voltage of 20 V was used to initially trap the ions. After ions migrated to the ICR trap, the pressure of the trap was raised to 3 V and stepped down to 1.5 V for detection. In order to improve the signal-to-noise ratio of the resulting spectrum, at least 100 scans were collected and averaged. For each spectrum, at least 2 × 10 6 data points were recorded. At ~ 400 m / z, average resolutions of at least 300,000 were typically obtained.

STORMS 1.0 (Statistical Tool for Organic Mixtures' Spectra)을 이용하여 분광학적 해석을 수행하였다. 이후 더욱 신뢰할 수 있고 빠른 결과를 얻기 위하여 자동화된 피크-선발 알고리즘을 실행하였다. 1 ppm의 오류 범위 내에서, m/z 값을 기초로 하여 원소식(elemental formula)을 계산하고 결정하였다. 석유 데이터를 위한 표준 조건(CcHhNnOoSs; c 무제한; h 무제한; 0≤n≤5; 0≤o≤10; 0≤s≤2)을 계산에 사용하였다.
Spectroscopic analyzes were performed using STORMS 1.0 (Statistical Tool for Organic Mixtures' Spectra). An automated peak-selection algorithm was then run to get more reliable and faster results. Within an error range of 1 ppm, an elemental formula was calculated and determined based on the m / z value. Standard conditions for petroleum data (C c H h N n O o S s ; c unlimited; h unlimited; 0 ≦ n ≦ 5; 0 ≦ o ≦ 10; 0 ≦ s ≦ 2) were used in the calculation.

실시예 2: 통계학적 분석Example 2: Statistical Analysis

먼저, 원소식 결정 데이터와 피크 리스트를 각각의 이온 모드에 대하여 하나의 표로 병합하였다. 추가적인 정보는 이전에 보고된 문헌에서 찾아 사용할 수 있었다(Hur, M. et al., Anal. Chem. 2009, 82, 211-218). 통계학적 계산을 R statistical package version 2.6.2 및 STORMS 1.0을 사용하여 수행하였다. STORMS 1.0은 특별히 본 실시예를 위하여 STORMS 1.0과 R 계산 엔진 간의 R-(D)COM 인터페이스를 사용하여 전개되었다. 확률 분포에 대한 이전 지식을 필요로 하지 않기 때문에, 스피어만 순위상관계수를 본 실시예에 사용하였다. 스피어만 순위상관계수에 대한 추가적인 정보는 문헌을 참조할 수 있다(Spearman, C. Am. J. Psychology 1904, 15, 72-101; Martiz, J. S., Distribution-Free Statistical Methods, Chapman & Hall: New York, 1981). 간략하게, 2개의 오리지널 변수를 순위로 변환하고, 상관관계 분석을 상기 순위 상에서 수행하였다. 본 실시예에서, 스펙트럼 내 피크의 상대적인 존재비가 1 번째 오리지널 변수이고, 원유의 특성이 2 번째 오리지널 변수였다. 상관 계수 (ρ, 스피어만 로(rho))는 2개 변수 간의 상관관계 정도를 나타내며, 하기 수학식 (관련있는 순위는 기재되지 않음)으로 계산하였다.First, the elemental crystal data and the peak list were merged into one table for each ion mode. Additional information could be found and used in previously reported literature (Hur, M. et al., Anal. Chem. 2009, 82, 211-218). Statistical calculations were performed using R statistical package version 2.6.2 and STORMS 1.0. STORMS 1.0 was developed using the R- (D) COM interface between STORMS 1.0 and the R calculation engine specifically for this embodiment. Since no prior knowledge of the probability distribution is required, the Spearman rank correlation coefficient was used in this example. For further information on Spearman rank correlations, see the literature (Spearman, C. Am. J. Psychology 1904, 15, 72-101; Martiz, JS, Distribution-Free Statistical Methods, Chapman & Hall: New York). , 1981). Briefly, two original variables were converted to ranks and correlation analysis was performed on the ranks. In this example, the relative abundance of the peaks in the spectrum was the first original variable and the characteristics of the crude oil were the second original variable. The correlation coefficient (ρ, spearman rho) represents the degree of correlation between the two variables and was calculated by the following equation (the relevant rank is not listed).

Figure 112010057207602-pat00001
Figure 112010057207602-pat00001

상기 수학식에서, xi 및 yi는 각각 상대적인 존재비와 원유 특성 세트의 순위이다.In the above equation, x i and y i are the relative abundance and rank of the crude property set, respectively.

관련있는 순위가 있는 경우, 하기의 수학식 2를 사용하였다.If there is a relevant ranking, Equation 2 below was used.

Figure 112010057207602-pat00002
Figure 112010057207602-pat00002

기호 ρ는 변수들 간의 상관관계의 경향을 나타내며: ρ이 양수일 때, 하나의 변수가 증가함에 따라 다른 하나의 변수가 증가하는 경향을 나타내고; ρ이 음수일 때, 하나의 변수가 증가함에 따라 다른 하나의 변수가 감소하는 경향을 나타낸다.
The symbol ρ indicates the tendency of correlation between the variables: when ρ is positive, one tends to increase as one variable increases; When p is negative, one variable tends to decrease as the other increases.

실시예 3: 서코스 다이아그램을 이용한 데이터 시각화Example 3: Data Visualization Using a Circuit Diagram

서코스 다이아그램은 원래 비교 유전체를 위하여 개발되었으며 많은 양의 데이터를 위한 매우 효과적인 시각화 도구이다. 본 실시예에서는 서코스 다이아그램을 통계학적 분석 결과를 시각화하기 위하여 사용하였다. 서코스 다이아그램은 오리지널 웹사이트 (http://mkweb.bcgsc.ca/circos/)로부터 다운 받았으며 상관관계 결과를 적용하기 위하여 변형시켰다. 다이아그램의 해석은 하기와 같이 수행하였다.Circus diagrams were originally developed for comparative genomes and are very effective visualization tools for large amounts of data. In this example, a circuit diagram was used to visualize the results of statistical analysis. The circuit diagram was downloaded from the original website (http://mkweb.bcgsc.ca/circos/) and modified to apply the correlation results. The interpretation of the diagram was performed as follows.

다이아그램의 전체적인 구조Overall structure of the diagram

도 1은 이러한 다이아그램을 해석하는 방법의 예를 보여주기 위해 나타낸 것이다. 중심으로부터 가장 멀리 위치한 쉘에는 헤테로 원자의 종(class)을 지정하였다. 쉘의 길이는 p 값이 <0.05인 피크의 수에 비례하였다. 종 지정 부위 내의 레이어는 각각의 종(class) 내의, 이중결합 등가 (double bond equivalence, DBE = 탄소의 고리 및 이중 결합의 수) 및 탄소수(C#) 분포 (DBE 대 C# 밴드)를 보여주었다. DBE는 (중성 분자 CcHhNnOoSs를 위한) 하기 수학식 3을 이용하여 화학식으로부터 계산하였다.1 is shown to show an example of how to interpret this diagram. The shell located farthest from the center is assigned a class of hetero atoms. The length of the shell was proportional to the number of peaks with p values <0.05. Layers within the species designation site showed double bond equivalence (DBE = number of rings and double bonds of carbon) and carbon number (C #) distribution (DBE vs. C # band) in each class. DBE was calculated from the formula using the following formula (for the neutral molecule C c H h N n O o S s ).

Figure 112010057207602-pat00003
Figure 112010057207602-pat00003

상기 밴드에서, 동일한 C#를 가진 피크는 하나의 라인(line) 내에 나타났다. 라인들의 C#는 도 1에서 알 수 있듯이 시계 방향으로 증가하였다. C#의 최소 값과 최대 값은 각각의 종을 위하여 표시되었다. 중심에 더 가까이 위치한 점은 외부의 점에 비해 더 낮은 DBE 값을 가졌다. DBE는 도 1에 표시된 방향으로 증가하였다. 예를 들어, 화합물들의 S1 종에서 관찰된 가장 낮은 DBE 값은 0.5이고, DBE는 화살표로 표시된 방향으로 증가하였다. 이는 모든 종(class)에 적용되었다.In the band, peaks with the same C # appeared in one line. The C # of the lines increased clockwise as can be seen in FIG. The minimum and maximum values for C # are indicated for each species. The point closer to the center had a lower DBE value than the point outside. DBE increased in the direction indicated in FIG. 1. For example, the lowest DBE value observed in S 1 species of compounds was 0.5 and DBE increased in the direction indicated by the arrow. This applies to all classes.

중심의 원은 상관관계 원이며 상관 계수 (스피어만 로, ρ)의 전체적인 분포를 나타냈다. 관찰된 피크를 특성과 연관시키는 라인들은 이들의 ρ값에 따라 색으로 코드화하였다. 빨간색(ρ>0.75)과 주황색(0.75<ρ<0.50)은 강한 양성 상관관계를 나타내며; 연두색(0.50<ρ<-0.50)은 약한 상관관계를 나타내거나 상관관계가 없는 것을 나타내고; 초록색(-0.50<ρ<-0.75)과 파란색(ρ<-0.75)은 강한 음성 상관관계를 나타내었다. ρ의 색깔 코드는 다이아그램의 다른 부분에서 사용하는 것에도 동일하였다. ρ의 보다 상세한 분포는 원 외부의 밴드 내에 표시되며, 여기에서 상관관계 원 가까이의 점들은 -1의 ρ값을 가지고, DBE 대 C# 밴드 가까이의 점들은 1의 ρ값을 가졌다.The center circle is the correlation circle and represents the overall distribution of the correlation coefficient (Spearman, ρ). The lines that correlate the observed peaks with the properties were color coded according to their p value. Red (ρ> 0.75) and orange (0.75 <ρ <0.50) show a strong positive correlation; Yellow green (0.50 <ρ <-0.50) indicates a weak correlation or no correlation; Green (-0.50 <ρ <-0.75) and blue (ρ <-0.75) showed strong negative correlations. The color code of ρ was the same for the other parts of the diagram. A more detailed distribution of ρ is shown in the band outside the circle, where points near the correlation circle had a value of -1 and points near the DBE versus C # band had a value of 1.

황과 질소 함유량 간의 상관관계Correlation between sulfur and nitrogen content

positive-모드 APPI에 의해 관찰된 피크와, 황 및 질소 함유량 간의 상관관계를 각각 도 1 및 도 2에 나타내었다. 황 상관관계 다이아그램(도 1)에서, 화합물들의 황-함유 종들(예를 들어, S, S2, SO 및 NS)이 우세하였으며, 상관관계 원이 주로, 강한 양성의 상관관계를 나타내는, 주황색 또는 빨간색이었다. 황-함유 화합물과 시료의 황 함유량 간의 강한 양성 상관관계는 원유에서 예상되는 것과 매우 잘 일치하였다. 주목할 만하게, SO 종 화합물과의 상관관계는 DBE와 종속관계를 보였다. DBE 및 C# 밴드에서, 상대적으로 높은 DBE 값을 가진 SO 화합물들은 더 낮은 DBE 값을 가진 것들에 비해 더욱 강한 상관관계를 가졌다. 이는 더 낮은 DBE 값을 가진 SO 화합물들이 설폭사이드 화합물로 지정될 수 있는데 반하여, 더 높은 DBE 값을 가진 SO 화합물들은 푸라닐 및 티오페닐 기를 함유하는 것으로 지정될 수 있음을 제안하였다. 따라서, 상관관계의 차이는 구조적 차이로부터 기인할 수 있다. 도 1에서, 황을 함유하지 않는 종은 황 함유량과 명백히 음성 상관관계를 가졌다. 황-함유 화합물들은 positive-모드 APPI 검출에 민감하였을 것이며, 여기에서 나타난 음성 상관관계는 시료 내 다량의 황-함유 화합물들 때문에 이온화가 억제된 것에서 기인하였을 것이다.The peaks observed by positive-mode APPI and the correlation between sulfur and nitrogen content are shown in FIGS. 1 and 2, respectively. In the sulfur correlation diagram (FIG. 1), sulfur-containing species of compounds (eg, S, S 2 , SO and NS) were dominant, with the correlator being predominantly orange, showing a strong positive correlation. Or it was red. The strong positive correlation between the sulfur-containing compound and the sulfur content of the sample was in good agreement with what would be expected from crude oil. Notably, the correlation with SO species compounds was dependent on DBE. In the DBE and C # bands, SO compounds with relatively high DBE values had a stronger correlation than those with lower DBE values. This suggested that SO compounds with lower DBE values can be designated as sulfoxide compounds, whereas SO compounds with higher DBE values can be designated as containing furanyl and thiophenyl groups. Thus, differences in correlation may result from structural differences. In FIG. 1, the species containing no sulfur had a clear negative correlation with the sulfur content. Sulfur-containing compounds would be sensitive to positive-mode APPI detection, and the negative correlation shown here may be due to the suppression of ionization due to the large amount of sulfur-containing compounds in the sample.

질소 함유량과의 상관관계는 도 2에 나타내었다. 질소-함유 종(예를 들어, N1 및 N1O1)은 상기 대량 시료의 질소 함유량과 강한 양성 상관관계를 보였다. 이는 높은 질소 함유량을 가진 석유 시료가 많은 질소 화합물을 함유한다는 일반적인 개념과 일치하였다. 그러므로, 이러한 결과는 상기에서 기술한 결과와 함께 고-분해능 질량 스펙트럼으로부터 얻은 정보가 원유의 질소 및 황 함유량과 충분한 상관관계를 가진다는 결론을 강력하게 뒷받침하였다.The correlation with nitrogen content is shown in FIG. Nitrogen-containing species (eg, N 1 and N 1 O 1 ) showed a strong positive correlation with the nitrogen content of the bulk samples. This is consistent with the general concept that petroleum samples with high nitrogen content contain many nitrogen compounds. Therefore, these results, together with the results described above, strongly supported the conclusion that the information obtained from the high-resolution mass spectrum correlates well with the nitrogen and sulfur content of crude oil.

전체 산가와의 상관관계Correlation with Total Acid Value

negative-모드 APPI FT-ICR MS에 의해 관찰된 피크와 전체 산가(total acid number, TAN)와의 상관관계를 도 3에 나타내었다. TAN은 원유의 산도를 나타내는 석유 산업에서 일반적으로 사용하는 파라미터이다. 상기 전체 산가는 1 g의 원유를 중화하기 위해 필요한 KOH (㎎으로)의 양으로서 정의된다. negative-모드 분석이 산성 화합물에 더욱 적합하기 때문에, negative-모드 APPI로 얻은 스펙트럼을 본 분석에 사용하였다. 도 2는 TAN과, O2 및 O4 종 화합물 간의 강한 상관관계를 보여주었다. 전형적인 유기산이 하나 또는 그 이상의 COOH 작용기를 함유하기 때문에, O2 및 O4 화합물의 양은 주어진 시료의 TAN과 관련이 있을 것이라 예측되었다. TAN과 상관관계를 가지는 O2 그룹의 DBE 값은, 나프텐 화합물과 방향족 구조를 가지는 산 모두가 원유의 산도에 기여할 수 있음을 의미하는, 1 내지 17의 넓은 범위를 가졌다. 또한, 더 높은 C#를 가지는 피크는 일반적으로 TAN과 더욱 강한 상관관계를 가졌다. O4 종에서, TAN과 양성 상관관계를 가지는 피크들은 3 내지 5의 범위를 가지는 상대적으로 낮은 DBE 값을 가졌다. COOH 작용기는 1의 DBE 값을 가진다. 그러므로, 2개의 COOH 작용기를 뺀 O4 종 화합물들은 1 내지 3의 DBE 값을 가질 것이다. 방향족 고리가 4의 DBE 값을 가진다는 점에서, O4 종 화합물들은 나프텐 산 구조를 가지는 것으로 여겨졌다.The correlation between the peaks observed by the negative-mode APPI FT-ICR MS and the total acid number (TAN) is shown in FIG. 3. TAN is a commonly used parameter in the petroleum industry that represents the acidity of crude oil. The total acid value is defined as the amount of KOH (in mg) required to neutralize 1 g of crude oil. Since the negative-mode analysis is more suitable for acidic compounds, the spectrum obtained with negative-mode APPI was used for this analysis. 2 shows a strong correlation between TAN and O 2 and O 4 species compounds. Since typical organic acids contain one or more COOH functional groups, it is expected that the amount of O 2 and O 4 compounds will be related to the TAN of a given sample. The DBE values of the O 2 group correlated with TAN had a wide range of 1 to 17, meaning that both naphthenic compounds and acids with aromatic structures could contribute to the acidity of crude oil. In addition, peaks with higher C # generally had a stronger correlation with TAN. In O 4 species, peaks positively correlated with TAN had relatively low DBE values ranging from 3 to 5. COOH functional groups have a DBE value of 1. Therefore, O 4 compounds minus two COOH functional groups will have a DBE value of 1-3. O 4 species compounds were considered to have a naphthenic acid structure in that the aromatic ring had a DBE value of 4 .

바나듐 및 니켈 함유량과의 상관관계Correlation with Vanadium and Nickel Content

도 4 및 도 5는 각각 positive-모드 APPI 질량 스펙트럼에서 관찰되는 피크와, 원유 시료의 바나듐 및 니켈 함유량 간의 상관관계를 보여준다. 바나듐에 대하여, 황-함유 화합물과의 강한 상관관계가 관찰되었으며, 바나듐 함유량을 위한 서코스 다이아드램(도 4)은 황 함유량에 대한 다이아그램(도 1)과 매우 유사하였다. 이러한 유사성은 황과 바나듐 함유량이 서로 상관관계를 가질 수 있음을 의미한다. 사실상, 이러한 관계는 이전에 보고된 바 있다(Barwise, A. J. G. Energy Fuels 1990, 4, 647-652). 도 4에서 제시된 데이터는 황과 바나듐 간의 상관관계가 분자적 수준에서 유효함을 명확히 보여준다.4 and 5 show the correlation between the peaks observed in the positive-mode APPI mass spectrum and the vanadium and nickel contents of the crude oil samples, respectively. For vanadium, a strong correlation with sulfur-containing compounds was observed, and the circus diaphragm for vanadium content (FIG. 4) was very similar to the diagram for sulfur content (FIG. 1). This similarity means that sulfur and vanadium content can correlate with each other. In fact, this relationship has been previously reported (Barwise, AJG Energy Fuels 1990, 4, 647-652). The data presented in FIG. 4 clearly shows that the correlation between sulfur and vanadium is valid at the molecular level.

상대적으로 낮은 DBE 값을 가지는 S1 종의 화합물들이 DBE 대 C# 밴드 내에서 바나듐 함유량과 더욱 강한 상관관계를 보임은 주목할만하다(도 4). 더 낮은 DBE 값의 화합물들에서 탄소수에 상관없이 더욱 강한 상관관계 경향이 나타났다. 하기 표 2에 스피어만 ρ의 다른 범위의 값에 대한 S1 종 화합물들의 평균 DBE 값을 나타내었다.It is noteworthy that S 1 compounds with relatively low DBE values show a stronger correlation with vanadium content in the DBE vs. C # bands (FIG. 4). Stronger correlation trends appeared regardless of carbon number for lower DBE values. Table 2 below shows the average DBE values of S 1 compounds for different ranges of values of Spearman ρ.

R 값의 다른 범위에서의 S1 종 화합물의 평균 DBE 값Average DBE Value of S 1 Compound in Different Ranges of R Values 상관 계수Correlation coefficient 0.5 < R < 0.750.5 <R <0.75 0.75 < R < 10.75 <R <1 평균 DBE (±표준 편차)Mean DBE (± standard deviation) 4.0 (±2.7)4.0 (± 2.7) 10.8 (±3.6)10.8 (± 3.6)

상기 표 2를 통해 알 수 있듯이, 0.75 내지 1의 ρ 값을 가지는 화합물들은 4.0의 평균 DBE 값을 가지는데 반해, 0.5 내지 0.75의 ρ 값을 가지는 화합물들은 10.8의 평균 DBE 값을 가졌다. 따라서, 더 낮은 방향성 및/또는 불포화도를 가지는 S1 종의 화합물들이 바나듐 함유량과 더욱 강한 상관관계를 가졌다.As can be seen from Table 2, compounds having a ρ value of 0.75 to 1 had an average DBE value of 4.0, whereas compounds having a ρ value of 0.5 to 0.75 had an average DBE value of 10.8. Thus, the S 1 compounds having lower aromaticity and / or unsaturation had a stronger correlation with the vanadium content.

보다 소수의 피크들이 바나듐 함유량과 비교해서 니켈 함유량과 유의미한 상관관계(p < 0.05)를 가졌다(도 4 및 도 5 비교). 그럼에도 불구하고, 바나듐과 니켈의 전체적인 종 분포는 상당히 유사하였다. 황-함유 화합물은 니켈 함유량과 강한 양성 상관관계를 가졌다. 니켈 함유량과 강한 양성 상관관계를 가지는 S1 종 화합물들은 DBE 값과 종속관계를 보였다. 강한 상관관계를 가지는 S1 종 화합물들의 평균 DBE 값은 ~ 3이었다. 이는 대부분의 양성 상관관계를 가지는 S1 화합물들이, DBE 값이 3인, 티오펜과 유사한 구조를 가짐을 나타낸다.
Fewer peaks had a significant correlation (p <0.05) with nickel content compared to vanadium content (compare FIGS. 4 and 5). Nevertheless, the overall species distribution of vanadium and nickel was quite similar. Sulfur-containing compounds had a strong positive correlation with nickel content. S 1 compounds with strong positive correlation with nickel content were dependent on DBE values. The average DBE value of S 1 compounds with strong correlation was -3. This indicates that most positively correlated S 1 compounds have a structure similar to thiophene with a DBE value of 3.

API 및 AR 값과의 상관관계Correlation with API and AR Values

positive-모드 APPI 질량 스펙트럼에서 관찰된 피크들과, American Petroleum Institute (API) 비중 값, 및 상압증류공정 후 남은 대기 중 잔사유의 백분율(AR) 간의 상관관계를 도 6 및 도 7에 나타내었다. API 및 AR 모두 원유의 경제성을 결정하는데 사용하는 중요한 물리적 파라미터이다. 도 6에서, 특별히 N1 및 N1O1의 질소-함유 화합물들과의 상관관계가 가장 중요하였다. N1 및 N1O1 화합물들은 API와 음성 상관관계를 보였다. 이는 더욱 밀도가 높은 원유(즉, 더 작은 API 값을 나타내는 것)가 더욱 많은 질소-함유 피크들을 초래하는 것을 의미한다. 반면, N1 및 N1O1 종 화합물들은 AR 값과 양성 상관관계를 보였다. 이는 더욱 무거운 성분들을 가지는 원유 시료(즉, 더 큰 AR 값을 가지는 것)가 더욱 많은 N1 및 N1O1 종 화합물을 포함함을 나타낸다. API 및 AR과의 상관관계는, N1 및 N1O1 종 화합물들이 원유의 밀도와 더욱 밀접하게 관련있음을 명백하게 보여주었다.6 and 7 show the correlation between the peaks observed in the positive-mode APPI mass spectrum, the American Petroleum Institute (API) specific gravity value, and the percentage of atmospheric residue (AR) remaining after atmospheric distillation. Both API and AR are important physical parameters used to determine the economics of crude oil. In FIG. 6, the correlation with the nitrogen-containing compounds, in particular N 1 and N 1 O 1 , was the most important. N 1 and N 1 O 1 compounds showed negative correlation with API. This means that more dense crude oil (ie, showing smaller API values) results in more nitrogen-containing peaks. In contrast, N 1 and N 1 O 1 species showed a positive correlation with AR values. This indicates that crude oil samples with heavier components (ie, those with larger AR values) contain more N 1 and N 1 O 1 species compounds. Correlation with API and AR clearly showed that N 1 and N 1 O 1 species compounds were more closely related to the density of crude oil.

AR은 종종, 원유의 밀도가 작은 부분에 비해, 고농도의 질소 및/또는 황을 포함한다. 도 7은 AR 값과 몇몇 질소-함유 화합물들 간의 우수한 상관관계를 명확히 보여준다. 그러나, 황 종 화합물들은 우수한 상관관계를 보여주지 못했다. S1 종는 단지 소수의 통계적으로 유의미한 피크만을 가졌으며, 이들은 음성 상관관계를 가졌다. AR 값과 황 또는 질소 간의 관계가 대량 특성으로 확대될 수 있는지 여부를 결정하기 위하여, 도 8 및 도 9에서 보여지는 바와 같이 2개의 플롯을 얻었다. 황 함유량과 AR 값 사이에서 매우 빈약한 상관관계가 관찰되었으나(도 8), 질소 함유량과 AR 값 사이에서는 훨씬 더 우수한 상관관계가 나타났다(도 9). 따라서, FT-ICR 질량 스펙트럼에서 나타난 상관관계들이 통상적으로 사용되는 대량 파라미터들에 기초한 예측과 잘 일치되었다.
AR often contains high concentrations of nitrogen and / or sulfur, relative to the low density of crude oil. 7 clearly shows a good correlation between AR values and some nitrogen-containing compounds. However, sulfur compounds did not show good correlation. S 1 species had only a few statistically significant peaks, which had a negative correlation. In order to determine whether the relationship between the AR value and sulfur or nitrogen can be extended to mass properties, two plots were taken as shown in FIGS. 8 and 9. Very poor correlation was observed between sulfur content and AR value (FIG. 8), but a much better correlation was found between nitrogen content and AR value (FIG. 9). Thus, the correlations shown in the FT-ICR mass spectra were in good agreement with predictions based on bulk parameters commonly used.

Claims (16)

원유의 고분해능 질량 분광분석으로부터 얻은 스펙트럼 내에 존재하는 피크 데이터와 상기 피크에 해당하는 원유에 포함되어 있는 화합물의 물리화학적 특성 간의 상관관계를 통계적으로 분석하여 얻은 분석 데이터를, 하기 영역을 포함하는 원형의 다이아그램으로 표현하여 원유의 특성을 시각화하는 방법:
중심으로부터 가장 멀리 위치한, 각각의 화합물이 가지는 헤테로 원자 종(class)을 분류하여 지정하는 화학종 밴드 영역에 해당하는 (1)번 밴드 영역;
상기 (1)번 밴드 영역과 인접한 내부에 위치한, 각각의 피크가 지정하는 화합물이 가지는 이중결합 등가(DBE) 값과 탄소수(C#)를 표시한 DBE 대 C# 밴드 영역에 해당하는 (2)번 밴드 영역;
상기 (2)번 밴드 영역과 인접한 내부에 위치한, 상기 스펙트럼 내에 존재하는 피크의 상대적인 존재비를 1 번째 오리지널 변수로 하고 원유의 특성을 2 번째 오리지널 변수로 하여 얻은 순위상관계수의 분포를 나타내는 순위상관계수 분포 밴드 영역에 해당하는 (3)번 밴드 영역; 및
상기 (3)번 밴드 영역과 인접한 내부에 위치한, 순위상관계수의 값에 따라 색으로 코드화된 상관관계 원 영역에 해당하는 (4)번 원 영역.Analytical data obtained by statistically analyzing the correlation between the peak data present in the spectrum obtained from high resolution mass spectrometry of crude oil and the physicochemical properties of the compounds contained in the crude oil corresponding to the peak are analyzed. To visualize the characteristics of crude oil by diagram:
A band region (1) corresponding to a chemical species band region which classifies and specifies a heteroatomic class of each compound located farthest from the center;
Band (2) corresponding to the DBE vs. C # band region in which the double bond equivalent (DBE) value of the compound designated by each peak and the carbon number (C #) located in the inner region adjacent to the band region (1) are indicated. domain;
Rank correlation coefficient showing the distribution of rank correlation coefficients obtained by using the relative abundance ratio of peaks in the spectrum located inside the band region (2) as the first original variable and the characteristics of crude oil as the second original variable. Band region (3) corresponding to the distribution band region; And
Circle region (4) corresponding to the color-coded correlation circle region according to the value of the rank correlation coefficient located inside the band region (3). 제1항에 있어서, 상기 (1)번 밴드 영역의 길이는 p 값이 <0.05인 피크의 수에 비례하는, 원유의 특성을 시각화하는 방법.The method of claim 1, wherein the length of the band region (1) is proportional to the number of peaks whose p value is <0.05. 제1항에 있어서, 상기 (2)번 밴드 영역의 이중결합 등가(DBE) 값은 중심에서 멀어지는 방향으로 값이 증가하고 탄소수(C#)는 시계 방향으로 값이 증가하는, 원유의 특성을 시각화하는 방법.The method of claim 1, wherein the double bond equivalent (DBE) value of the band region (2) increases in a direction away from the center and the carbon number (C #) increases in a clockwise direction. Way. 제3항에 있어서, 상기와 같은 이중결합 등가(DBE) 값과 탄소수(C#)의 증가 방향으로 인하여, 상기 (2)번 밴드 영역 내에는 동일한 탄소수(C#)를 가지면서 이중결합 등가(DBE) 값이 다른 피크 데이터들이 형성하는 다수의 라인(line)이 배치되는, 원유의 특성을 시각화하는 방법.The double bond equivalent (DBE) of claim 3, having the same carbon number (C #) in the band region (2) due to the double bond equivalent (DBE) value and the increase direction of carbon number (C #). A method of visualizing the properties of crude oil, wherein a plurality of lines formed by different peak data are arranged. 제1항에 있어서, 상기 (2)번 밴드 영역에서 각각의 헤테로 원자 종이 구분되는 말단 부분에는 각각의 헤테로 종을 위한 탄소수(C#)의 최소 값과 최대 값이 표시되는, 원유의 특성을 시각화하는 방법.The method of claim 1, wherein the terminal portion of each hetero atom species in the band region (2) is displayed a minimum and maximum value of the number of carbon atoms (C #) for each hetero species to visualize the characteristics of crude oil Way. 제1항에 있어서, 상기 상관관계 원 영역에 해당하는 (4)번 원 영역은 순위상관계수(ρ)의 값이 >0.75인 경우 빨간색으로 표시되고 0.75<ρ<0.50인 경우 주황색으로 표시되며 0.50<ρ<-0.50인 경우 연두색으로 표시되고 -0.50<ρ<-0.75인 경우 초록색으로 표시되며 <-0.75인 경우 파란색으로 표시됨으로써 색으로 코드화되는, 원유의 특성을 시각화하는 방법.The circle region (4) corresponding to the correlation circle region is displayed in red when the value of the correlation coefficient (ρ) is> 0.75 and orange when 0.75 <ρ <0.50. A method of visualizing the characteristics of crude oil, which is color coded by displaying light green when <ρ <-0.50, green when -0.50 <ρ <-0.75, and blue when <-0.75. 제6항에 있어서, 상기와 같이 순위상관계수(ρ)의 값에 따라 색으로 코드화됨에 따라 빨간색과 주황색은 강한 양성 상관관계를 나타내고, 연두색은 상관관계가 약하거나 없는 것을 나타내며, 초록색과 파란색은 강한 음성 상관관계를 나타내는, 원유의 특성을 시각화하는 방법.The method according to claim 6, wherein red and orange show strong positive correlation, light green color indicates weakness or no correlation, as green is coded according to the value of the rank correlation coefficient as described above. A method of visualizing the properties of crude oil, exhibiting strong negative correlation. 제1항에 있어서, 상기 고분해능 질량 분광분석으로는 퓨리에 변환 이온 사이클로트론 공명 질량 분광분석을 사용하는, 원유의 특성을 시각화하는 방법.The method of claim 1, wherein Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectroscopy is used as the high resolution mass spectroscopy. 하기 단계를 포함하는 원유의 특성을 분석하는 방법:
원유의 고분해능 질량 분광분석 스펙트럼을 얻는 단계;
상기 스펙트럼 내에 존재하는 각각의 피크 데이터를 기초로 상기 피크에 해당하는 화합물이 가지는 헤테로 원자의 종을 분류하는 단계;
상기 스펙트럼 내에 존재하는 각각의 피크 데이터를 기초로 상기 피크에 해당하는 화합물이 가지는 이중결합 등가(DBE) 값과 탄소수(C#)를 얻는 단계;
상기 스펙트럼 내에 존재하는 피크의 상대적인 존재비를 1 번째 오리지널 변수로 하고 원유의 특성을 2 번째 오리지널 변수로 하여 순위상관계수를 얻는 단계;
중심으로부터 가장 멀리 위치한 (1)번 밴드 영역에는 각각의 화합물이 가지는 헤테로 원자 종(class)을 구분하여 지정하는 화학종 밴드 영역을 배치하는 단계;
상기 (1)번 밴드 영역과 인접한 내부에 위치한 (2)번 밴드 영역에는 각각의 화합물이 가지는 이중결합 등가(DBE) 값과 탄소수(C#)를 표시한 DBE 대 C# 밴드 영역을 배치하는 단계;
상기 (2)번 밴드 영역과 인접한 내부에 위치한 (3)번 밴드 영역에는 순위상관계수의 분포를 나타내는 순위상관계수 분포 밴드 영역을 배치하는 단계; 및
상기 (3)번 밴드 영역과 인접한 내부에 위치한 (4)번 원 영역에는 순위상관계수의 값에 따라 색으로 코드화된 상관관계 원 영역을 배치하는 단계.Method for characterizing crude oil comprising the following steps:
Obtaining a high resolution mass spectrometric spectrum of the crude oil;
Classifying the species of the hetero atom of the compound corresponding to the peak based on the respective peak data present in the spectrum;
Obtaining a double bond equivalent (DBE) value and carbon number (C #) of a compound corresponding to the peak based on each peak data present in the spectrum;
Obtaining a rank correlation coefficient using a relative abundance ratio of peaks present in the spectrum as a first original variable and a characteristic of crude oil as a second original variable;
Disposing a chemical species band region in the (1) band region which is farthest from the center to classify and designate a hetero atom class of each compound;
Disposing a DBE-to-C # band region indicating a double bond equivalent (DBE) value and carbon number (C #) of each compound in a band region (2) located adjacent to the band region (1);
Disposing a rank correlation coefficient distribution band region representing a distribution of rank correlation coefficients in a band region (3) located adjacent to the band region (2); And
Distributing a color-coded correlation circle region according to the value of the rank correlation coefficient in the circle region (4) located adjacent to the band region (3). 제9항에 있어서, 상기 (1)번 밴드 영역의 길이는 p 값이 <0.05인 피크의 수에 비례하는, 원유의 특성을 분석하는 방법.10. The method of claim 9, wherein the length of the band region (1) is proportional to the number of peaks whose p value is <0.05. 제9항에 있어서, 상기 (2)번 밴드 영역의 이중결합 등가(DBE) 값은 중심에서 멀어지는 방향으로 값이 증가하고 탄소수(C#)는 시계 방향으로 값이 증가하는, 원유의 특성을 분석하는 방법.The method of claim 9, wherein the double bond equivalent (DBE) value of the band region (2) increases in a direction away from the center and the carbon number (C #) increases in a clockwise direction. Way. 제11항에 있어서, 상기와 같은 이중결합 등가(DBE) 값과 탄소수(C#)의 증가 방향으로 인하여, 상기 (2)번 밴드 영역 내에는 동일한 탄소수(C#)를 가지면서 이중결합 등가(DBE) 값이 다른 피크 데이터들이 형성하는 다수의 라인(line)이 배치되는, 원유의 특성을 분석하는 방법.12. The method according to claim 11, wherein the double bond equivalent (DBE) value and the direction of increasing the carbon number (C #) as described above, the double bond equivalent (DBE) having the same carbon number (C #) in the band region (2) A method of characterizing crude oil, wherein a plurality of lines formed by peak data having different values are arranged. 제9항에 있어서, 상기 (2)번 밴드 영역에서 각각의 헤테로 원자 종이 구분되는 말단 부분에는 각각의 헤테로 종을 위한 탄소수(C#)의 최소 값과 최대 값이 표시되는, 원유의 특성을 분석하는 방법.10. The method of claim 9, wherein the terminal portion of each heteroatom species in the band region (2) is characterized by the minimum and maximum values of carbon number (C #) for each hetero species. Way. 제9항에 있어서, 상기 상관관계 원 영역에 해당하는 (4)번 원 영역은 순위상관계수(ρ)의 값이 >0.75인 경우 빨간색으로 표시되고 0.75<ρ<0.50인 경우 주황색으로 표시되며 0.50<ρ<-0.50인 경우 연두색으로 표시되고 -0.50<ρ<-0.75인 경우 초록색으로 표시되며 <-0.75인 경우 파란색으로 표시됨으로써 색으로 코드화되는, 원유의 특성을 분석하는 방법.The circle region (4) corresponding to the correlation circle region is displayed in red when the value of the correlation coefficient (ρ) is> 0.75 and orange when 0.75 <ρ <0.50. A method of characterizing crude oil which is color coded as indicated by light green when <ρ <-0.50, green when -0.50 <ρ <-0.75, and blue when <-0.75. 제14항에 있어서, 상기와 같이 순위상관계수(ρ)의 값에 따라 색으로 코드화됨에 따라 빨간색과 주황색은 강한 양성 상관관계를 나타내고, 연두색은 상관관계가 약하거나 없는 것을 나타내며, 초록색과 파란색은 강한 음성 상관관계를 나타내는, 원유의 특성을 분석하는 방법.15. The method according to claim 14, wherein red and orange show strong positive correlations, light green color indicates weak or no correlation, and green and blue color codes as color coded according to the value of the rank correlation coefficient as described above. A method of analyzing the characteristics of crude oil that exhibits strong negative correlation. 제9항에 있어서, 상기 고분해능 질량 분광분석으로는 퓨리에 변환 이온 사이클로트론 공명 질량 분광분석을 사용하는, 원유의 특성을 분석하는 방법.
10. The method of claim 9, wherein Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectroscopy is used as the high resolution mass spectroscopy.
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