气相色谱在石油化工中的应用探究

发表时间:2020/9/22   来源:《基层建设》2020年第15期   作者:吴宝荣
[导读] 摘要:我国在应用气相色谱技术中已经具备的了一定的能力和范围。
        沧州大化股份有限公司研发中心
        摘要:我国在应用气相色谱技术中已经具备的了一定的能力和范围。气相色谱技术具有较好的定量能力与分离能力,相比较其他的分析方式,能够表现出良好的性价比。所以,无论是在石油勘探还是石油加工领域,应用气相色谱技术均可以显著提升产品质量。在历经多年创新与发展,气相色谱技术已经逐渐趋向于成熟,并且在各个方面也都表现出良好的性能。本文主要探究在石油化工领域中,气相色谱技术的应用情况,首先分析在模拟蒸馏环节中的气相色谱技术应用,其次分析气相色谱技术在炼制石油环节中的应用,最后分析含氧气化合物。
        关键词:气相色谱技术;石油化工;应用
        在石油石化企业中,应用气相色谱技术已经十分普及,并且其覆盖的范围涉及到石油勘探、石油加工以及生产控制和质量把控等领域。在石油石化企业中,气相色谱技术之所以得到广泛的应用,是因为其具有较为出色的性价比,并且其分离与定量性能也是其他技术所不能够比拟的。进入到21世纪,气相色谱技术发展的尤为成熟,其基础性能获得大幅度提升。在石油化工企业中应用气相色谱技术,已经提升石油化工企业生产质量的关键因素。
        1.模拟蒸馏分析中气相色谱技术的应用
        在石油化工企业中的气相色谱技术,是模拟蒸馏分析的关键组成部分。色相模拟蒸馏分析的应用,是必须要具备一定的分离度非极性色谱柱在线性程序升温的前提之下,能够对已知的正构烷烃混合物组分保留时间试试测定。当色谱条件相同的时候,将会按照组分费点次序讲试样进行分离。另外还需要完成切片积分以获得相对应的累加面积,并且得到保留时间。通过内插校正温度和实践,便可以获得对应与百分收率的温度,这个过程就是馏程。其中,累加面积百分数又被称作为收率,由于烃类的相对重量校正因子的结果逐渐倾向于1,所以便可以认为这个结果是采取的试样的质量百分含量。
        模拟蒸馏分析法已经发展了近20年,在发展的环节中,其研究的方法逐渐得到完善。时至今日,模拟蒸馏分析的研究方法已经不断进行完善,并且在现如今,只需要针对于模拟蒸馏分析法完成以下两个方面的任务即可:第一,通过使用这种方法可以使得研究效率提升。第二,通过这种方法在多个不同领域中发展。首先是模拟蒸馏分析实现快速化,为了达到目标,在发展中可以选择使用直热柱或者是细径毛细柱完成。与此同时,细径毛细柱具有较小的进样量,相比较于口径比较大的具有较高的精准度以及较强的可控性。在一般情况下,是不会出现拖峰与分叉的问题。
        通过选择模拟蒸馏分析不仅仅能实现研究的效率提升,还能够在很大程度上提升实验精准度。此外,在多种不同的领域中应用模拟蒸馏分析法可以顺利实现所想要实现的目标。因为模拟蒸馏分析具备较多的使用优势,所以在其他的生物项目检测产物的时候,要提升模拟蒸馏分析法的应用灵活性,进而可以大幅度提升检测产品的准确性与效率。
        除此之外,还可以实现部分油品之间的相互关联,例如蒸汽压与闪点。闪点在本质上是一种燃油温度,当燃油在规定结构的容器中被加热,随着温度上升将会使得燃油挥发出可燃性气体,同液面周围的空气进行混合,进而达到遇明火即染的浓度。在石油与石化工作中,一般会选择使用闪点完成产品的将检测,保证加工油品的安全性。通过运用模拟蒸馏分析的方法将出油品蒸馏的环节中出油品浓度闪点作出模拟,进而提升闪点检测器在使用中的质量与效率,还可以提升石化石油产品的安全性能。蒸汽压主要是指加工石油石化产品的过程中,当压强处于一定的状态下,可以选择使用模拟蒸馏分析法将石油石化产品蒸馏环节中的蒸气压变化规律以及变化关系作出模拟。
        2.炼制石油环节中应用气相色谱法分析
        在石油化工生产环节中,原油是最为重要的源头,组成原油的族将会影响到后续加工工艺。分析原油简单族是需要分析沥青质、芳烃、饱和烃以及胶质四种组成成分。若是原油的重量越重,其组成的成分将会更加复杂。针对于在原油当中的重质油族以及原油中的沥青油族成分展开分析,最为常规的是四组分法,通过沉淀溶剂、将吸附色谱进行冲洗而获得,是在石油化工生产中应用气相色谱法的基础。
        伴随着开发石油资源的深度逐渐加深,油品劣质化程度以及油品的重质化程度趋势越来越显著。这种现象的出现,将会为广泛的使用催化裂化工艺带来严峻的考验。特别是重质油的组成成分,成为控制流化催化裂化以及加氢工艺条件的基础,气相色谱法也具有相对稳定的地位。
        3.含氧化合物分析
        分析汽油中的含氧化合物,主要是伴随着无铅汽油的使用而形成的。为了加快提升汽车使用的无铅汽油之中的辛烷值,将适当比重的含氧化合物加入到汽油之中,逐渐成为世界范围内研究的方法之一。这种类型的含氧化合物主要是一些分子较小的醚类和醇类物质,例如C1-4的醇以及甲基叔丁基醚(MTBE)、二异丙醚(DIPE)、乙基叔丁基醚(ETBE)等等。就当前的情况看来,在分析的过程中,主要有以下两种方式;第一是以氧选择性氢火焰离子化检测器(O-FD)为基础的单柱单检测器法,第二是以柱阀切换技术为基础的分析方法。在这两种方法之中,单柱单检测器法具有相对简单的定量,但是在使用和维护检测器的时候,则面临着较高的要求。柱阀切换的方法主要是因为切阀的时间区间相对比较窄,并且在控制其操作的时候,具有比较大的难度,所以所使用的FID将会因为含氧化合物的响应不同而出现差异,在定量的过程中必须要具有相对应的标样。
       
        图3.1 正构烷烃混合物在CP-Lowox柱上的色谱图
       
        图3.2  97#车用汽油在CP-Lowox柱上的色谱图
       
        图3.3  93#乙醇汽油在CP-Lowox柱上的色谱图
        在最近这些年,由于技术的进步而出现多孔层,即CP-Lowox柱,在分析含氧化合物的时候,是一种具有可行性的操作方案。CP-Lowox柱作为一种含氧化合物专用分析柱,其优点是融合了气固吸附色谱与气液分配色谱,其极性比为1,2,3-tris-2-cya-no-ethoxyp ropane色谱柱还要强很多,它能实现将甲醇保留到正十四烷之后出峰,所以仅仅依靠一根CP-Lowox柱以及FID便能够将一般气体以及轻油之中的含氧化合物作出分析,详细如图3.1到图3.3所示:
        结束语
        在石油石化产业中应用气相色谱法,可以显著的降低工作负荷,缩短分析石油石化所消耗的时间,将分离含量高的烃类和硫化物难度降低。但是目前在该领域中仍旧存在一定的问题导致在气相色谱法运用的过程中存在问题,影响到检测的结果精准度,所以仍旧需要持续改进其建模和算法,提升检测结果的说服力。
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