现代仪器分析技术在石油化工油品分析中的应用

现代仪器分析技术在石油化工油品分析中的应用

发表时间：2019-03-14T16:11:42.147Z 来源：《建筑模拟》2018年第34期作者：李春生王俊明

[导读] 仪器分析方法提高了油品分析的速度和准确度，因此成为油品分析的主要发展方向。本文综述了各种仪器分析技术在石油化工油品分析中的应用。

李春生王俊明

菏泽市东明石化集团

摘要：仪器分析方法提高了油品分析的速度和准确度，因此成为油品分析的主要发展方向。本文综述了各种仪器分析技术在石油化工油品分析中的应用。

关键词：石油产品、仪器、分析、联用技术

前言

传统的化学分析方法，对石油产品进行分析，测定其理化性质和组成，分析时间长，而且分析结果的准确度和精密度都受到限制。而现代仪器分析技术避免了这些缺点，在油品分析中得到广泛的应用。

1 气相色谱法

气相色谱法（GC）主要是利用物质的沸点、极性及吸附性质的差异来实现混合物的分离。气相色谱法是指用气体作为流动相的色谱法。由于样品在气相中传递速度快，因此样品组分在流动相和固定相之间可以瞬间地达到平衡。另外加上可选作固定相的物质很多，因此气相色谱法是一个分析速度快和分离效率高的分离分析方法。近年来采用高灵敏选择性检测器，使得它又具有分析灵敏度高、应用范围广等优点。对于气相色谱数据和油品性质的相关性国内外做了很多研究工作，为快速确定油品性质奠定了一定的基础。

2 质谱法

质谱法（MS）是通过对样品离子质荷比的测定进行定性和定量分析的方法。上世纪60年代，质谱法已应用于汽油、煤油、柴油及润滑油的类型组成分析，现在已有12个质谱分析方法被列为ASTM的标准方法。国内外对质谱法在石油馏分分析方面的应用做了许多的工作。Roussis用质谱法研究了石油馏分中重芳烃的分子量分布。Korai用飞行时间质谱结合其他分析方法，研究了减压渣油氢化脱硫前后组成和结构的变化。凌凤香用质谱法测定了渣油饱和烃的烃类组成。刘泽龙用场解析质谱法测定了减压渣油的分子量。

3 气相色谱和质谱联用

气相色谱和质谱联用（MS）主要用于石油的烃类组成分析。Mazeas使用GC-MS定量分析了石油中脂肪烃和芳香烃。Pal用超临界流体色谱和GI-MS分析了柴油馏分的烃类组成。苏焕华在台式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。刘泽龙等用低价位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。

4 高效液相色谱法

高效液相色谱是色谱法的一个重要分支，以液体为流动相，采用高压输液系统，将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱，在柱内各成分被分离后，进入检测器进行检测，从而实现对试样的分析。高效液相色谱法（HPLC）适用的沸点范围很宽，对于原油及石油产品一类沸点范围宽且组成复杂的物质，具有很好的分离效果。近几年来，HPLC在油品分析，尤其是在石油中多环芳烃的测定方面取得了突破性的进展。Sarowha对IP391/95用HPLC和示差折光检测器测定中间馏分烃族组成的方法作了改进，用液相色谱分离的烃类化合物作为标准物质，代替原先的单一化合物，并用标准样品对改进前后两种方法进行比较，证明新方法得到的数据是可靠的。

5 近红外光谱法

近红外光谱技术（NIR）是一种简单快速的分析方法，样品的近红外谱图与油品的大部分物理化学性质有关联。目前，近红外光谱技术在原油和石油产品性质的分析上得到广泛应用。韩国SK公司在这方面做了大量工作。Chung利用各种石油产品在近红外区域谱图的不同，快速鉴定了6种石油产品，准确度达到95％，其中煤油、汽油和柴油的准确程度达到99％，为在线分析石油产品提供了一种简便的方法。Chung还用NIR结合偏最小二乘法，对石脑油和重整汽油进行烃类组成分析，结果优于气相色谱法，分析时间小于2min。

6 全二维气相色谱法

全二维气相色谱法是气相色谱技术的一次突破性进展，在复杂样品分析中占有越来越重要的地位。它最突出的优点是分辨率、灵敏度高，峰容量大，分析时间短，同时也是一种检测痕量物质的好方法。阮春海用全二维气相色谱分析石油样品，一次进样就可以实现石脑油、石蜡、环烷烃和芳香烃的分离。Beens探讨了全二维气相色谱分离复杂油品的最优化条件，对于煤油、轻油、石蜡部分采用不同的分析条件，可以得到最好的分离效果。Van等研制开发了用于处理全二维气相色谱三维数据的软件，使用这种程序，检出限优于毛细管气相色谱18倍。全二维气相色谱为分析油品提供了一种有效的手段。

7 气相色谱和原子发射光谱联用

气相色谱和原子发射光谱联用（GC-AED）可以实现多元素同时测定，不受基质的干扰，能够对多种金属有机化合物进行检测，而且灵敏度高、选择性好、线性响应及响应因子不随化合物种类而变化，近年来在石油产品分析中应用越来越广泛。用GC-AED分析石油中的氧化合物、氮化合物和有机金属化合物有很高的选择性和灵敏度。

8 棒状薄层色谱和氢火焰离子化检测器联用

棒状薄层色谱和氢焰离子化检测器联用（TLC-FID）是近几年才发展起来的一种新技术，和液相色谱相比，TLC-FID使用的溶剂和样品较少，分析时间短，精密度好，不需要预先分离极性大的化合物，因此有很好的发展前景。目前，TLC-FID的应用主要是分析重油的族组成。美国Barman用TLC-FID分析不同原油的重质馏分，认为它是一种分离和测定重质馏分中饱和烃、芳香烃和胶质的有效手段。杜国华以柱吸附色谱为基准测定校正因子，讨论了校正因子对TLG-FID分析重油族组成的影响，发现饱和烃、芳香烃和胶质对于检测器响应的校正因子的影响随各组分平均分子量及杂原子含量的升高而增大，而杂原子含量对胶质校正因子影响较大。