仪器分析技术在油品质量控制与保障中的应用

在石化企业油品生产和加工过程中, 需要最大程度的保证油品质量, 必须对油品进行全面科学的分析检验。传统的化学分析方法时间较长, 且分析结果的准确度与精准度都存在偏差。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。

1 简述仪器分析技术方法

(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) 质谱检测法 (MS) 质谱法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。在20世纪60年代, 应用质谱仪对汽油、煤油、柴油和润滑油等产品进行分析, 质谱技术做为ASTM标准方法在国内外得到了应用, 质谱分析石油产品的工作非常多。比如可以确定石油馏分中的重芳烃的分子量分布。与质谱结合的其他分析方法的加入可以检测渣油饱和烃的烃类组成, 测定减压渣油的分子量。

(3) 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。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。

(4) 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。

(5) 高效液相色谱法 高效液相色谱法根据不同的比例和缓冲液的流动相, 固定相的色谱柱, 进行柱的组分的分离, 根据沸点进行宽范围的检测的方法, 为测定石油多环芳烃取得了突破性的进展。弥补了GC只能测定汽油组分的不足, 提高了分析准确性。还可用氨基键合硅胶柱对不同来源的原油进行分析, 测定石油重组分中的脂肪烃和芳香烃。

(6) 近红外光谱法 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, 通过近红外光谱可以分析样品的物理和化学特性, 与石油样品的近红外谱图紧密相关, 也与油品中的部分物理化学性质密切相联。现目前, 远红外光谱技术在原油和石油产品性质的分析上得到了广泛的应用。利用各种石油产品在近红外区域谱图的不同, 快速鉴定石油产品, 为在线分析石油产品提供了一种简便的的方法。用偏最小二乘法计算石脑油、汽油的烃类成分, 结果优于气相色谱法, 分析时间小于2分钟。

(7) 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。

2 结语

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。

摘要：利用仪器进行分析, 可以缩短分析时间, 提高分析的准确度与精准度。本文对仪器分析技术在油品质量控制与保障中的应用, 以及不同的仪器在分析油品项目方面的作用进行探讨。

关键词：仪器分析,石品质量,控制与保障,应用

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