仪器分析技术在油品质量控制与保障中的应用论文_付乐

仪器分析技术在油品质量控制与保障中的应用论文_付乐

摘要:石油化工企业在生产加工石油的过程中,要最大限度地保证石油的质量,对石油进行全面、科学的分析和检测。传统的化学分析方法耗时长,分析结果的准确性和精密度存在偏差。随着仪器仪表技术以及计算机技术的发展,石化企业具备了能够高效、快速的分析油品的方法,提高了对油品原料及产品分析、化验的精度以及取得分析结果的速度。

关键词:仪器分析;油品质量;控制与保障;应用;

为了更好地满足人们的生产和生活需要,石油工业本身也进行了各种创造性的改革,以满足人们对能源的需求。故而对于石油产品的分析技术也就变得越来越重要,通过相关分析技术的应用可以有效地对石油的组成成分进行较为全面的分析,以此来进一步展现石油产品自身的特性,目前,我国对石油产品的分析仍然采用一些比较落后的分析方法,分析时间消耗比较长,分析精度不高。

一、仪器分析技术方法

1.气相色谱法。气相色谱法主要是由吸附物质的极性和沸点的差异来分离气体混合物。原分析汽油组分中馏程测定要有馏程测定仪,分析过程相对繁琐,分析时间长、样品用量大,现可采用气相色谱模拟蒸馏的方法,能够快速得到原油及其馏分的馏程分布数据,大大缩短了分析时间,提高了油品分析速度。用气相色谱法分析汽油单体烃组成,按碳数归纳出PIONA组成分布,并可根据单体烃的数据计算出汽油的密度、蒸汽压、馏程、热值、碳氢含量、平均分子量等八项质量指标。用多元线性回归法,结合气相色谱数据,还可预测原油的粘度,计算辛烷值。用硫氮化学发光检测器-气相色谱法,还可定量测定油品中S和N含量的测定。真正达到一机多用,大大缩短了分析时间,提高了油品分析速效率。

2.高效液相色谱法仪器分析技术。所谓的高效液相色谱法主要就是针对石油的原油以及石油产品自身的沸点范围较广的特点,以及石油产品自身结构组成相对比较复杂的物质的特性,来对石油进行分离处理的技术。现阶段,高效液相色谱法被广泛地应用在石油产品的分析中,科学家通过对石油中的烃类以及相关的构成物质进行有效的分离,来对一些多环的芳香烃进行相关条件的测试。部分科学家运用HPLC来定量测试柴油与煤油中含有的芳香烃类化合物,能够有效弥补GC中只能检测汽油相关成分的缺陷;而运用HPLC来结合紫外二极管阵列检测器,这样就可以有效地对石油中的芳香烃化合物进行全面的检测,并通过结合紫外线图谱进行分析,以此来全面提高分析结果自身的精确度。

3.近红外光谱法仪器分析技术。近红外光谱法,简称为NIR,作为一种简单性与快速性的分析方法,与石油样品的近红外谱图紧密相关,也与油品中的不部分物理化学性质密切相联。现阶段我国社会中,近红外光谱技术主要应用在原油与石油产品的性质分析中。如韩国SK公司主要利用不同的石油产品在近红外区域谱图上的差异,能够快速又简单地鉴定石油产品的性质,并且准确率极高,这样为直接分析石油产品提供了简单便捷的手段。又如新加坡相关研究家通过分析原油的NIR近红外谱图,构建了14个偏最小性二乘法的校正模具,结合实际沸点的蒸馏曲线,使两者之间的相关系数达到了0.98以上。

4.气相色谱和质谱、原子发射光谱联用。应用该方法可以进行主要成分的分析。GC-MS分析油与脂肪族和芳香的主要成分。Pal用超临界流体色谱和GI-MS分析了柴油馏分的烃类组成。分析专家在台式GC-QMS联用仪上,采用ASTM标准方法,对柴油馏分饱和烃、芳烃、减压瓦斯油(VGO)饱和烃、芳烃组成进行了定量分析,取得了较好的结果。可用低价位GC-QMS取代传统的磁式MS,等效采用ASTM D2425、D2786、D3139方法对煤油、柴油馏分及重油的饱和烃、芳烃馏分进行了分析,结果能满足ASTM方法的重现性要求,并降低了分析费用。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与原子发射光谱联用分析汽油、柴油中的硫化物、氧化物、氮化物和有机金属化合物有很高的选择性和灵敏度。

5.流体色谱和质谱分析。流体色谱和质谱分析可以检测烃(柴油)的分子结构。使用GC气相色谱质谱方法,还可以分析标准的饱和烃(柴油)以及饱和芳香烃,可以对芳香油的组成进行定量分析,并取得了较好的效果。如使用价格较低的替代传统的气相色谱质谱的四极磁铁,相应的使用ASTM D2425方法,检验煤油、柴油和重油的饱和碳氢化合物,对芳香族碳氢化合物进行了分析,结果满足ASTM方法,进行重现性分析和成本分析比较容易。

6.全二维气相色谱法。在气象色谱技术的基础上突破研究出全二维气象色谱法,其具备的特点主要体现为分辨率高、高灵敏度,分析速度快,容量高,其可以更好的衡量检验物质。利用全二维气相色谱对石油样品进行分析,只需选一次样就可以将石油中的石脑油、石蜡、环烷烃和芳香烃进行分析。对传统的二维气相色谱分离条件进行优化,对于复杂的油,轻油,煤油,石蜡,要提取最好的部分,可以与其他分析方法相结合,才能进行规范的分析。二维气相色谱法得到了很大的发展,可以利用处理三维数据的软件,进行检测限,并且可以优于毛细管气相色谱法和气相色谱。为油品的分析提供了一种有效的手段。

二、气相色谱法仪器分析技术的应用

气相色谱法的主要应用原理就是通过相关物质的极性、沸点以及吸附性能的差异,将混合物中的不同物质进行分离。目前阶段,我国相关的技术部门使用气相色谱法主要就是利用气相色谱图像以及石油产品分布的一些关联性,进行分馏处理,将处理之后所得到的馏分以及原油和相关的蒸发性能进行完全的展示,这也是对相关石油产品进行评价的主要方式,同时也是非常有效的一种评价方式。因为石油自身的原有的蒸发特性一般就是采用相关的蒸馏法,但是这种方法所花费的时间是非常长的,并且对于样品的使用量也是非常大的,同时相关的精确度也并不是太高。但是通过气相色谱法的仪器分析技术进行分析可以非常迅速的得到相关的数据,有效地缩短分析时间,能够大幅度的提升分析的工作效率。对于不同石油产品之间存在的差异也同样制定了不同的评价标准,这样一来就可以将其很好地进行应用,不用再受到石油产品自身差异的影响。

三、质谱法仪器分析技术的应用

所谓的质谱法,也被简称为MS,是主要针对样品离子荷载进行测试以及评价的一种仪器分析的技术。在很长一段时间以来,质谱法都被应用于汽油以及煤油等材料的组成分析中,现今已经有非常多的质谱法被纳入了相关的标准方法,同时我国对于质谱法的应用研究也是相对比较多的,我国科学家利用质谱法可以有效地对石油馏分中的重芳香烃分子量的分布情况进行测定,这一技术的应用也在很大程度上促进了仪器分析技术的应用。此外,在进行研究的过程中,技术人员充分地结合了其他的分析方法,对于减压的渣油氢化的脱硫前后的结构变化也进行了较为深入的分析研究,同时通过质谱法的应用还能进行渣油中的饱和烃的组成的确定,可以说,质谱法的应用是非常广泛的,并很大程度上促进了仪器分析技术的多方面应用。

总之,利用现代仪器进行分析,可以达到分析速度快、取样需求少、精准度高、重复性好的效果,在原油及石油产品的质量保障体系中已经广泛应用于油品品质分析与性能评价。可以预见,这一快速分析和评价方式会获得更广泛的应用,在石化企业的质量控制和产品研发中发挥更显著的作用。

参考文献:

[1]苏小雅.浅谈仪器分析技术在油品质量控制与保障中的应用.2018.

[2]刘春海.气相色谱技术在石油和石化分析中的的应用进展,2017.

论文作者:付乐

论文发表刊物:《中国电业》2019年9月18期

论文发表时间:2020/1/14

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