刘娜
大庆油田化工有限公司轻烃分馏分公司化验中心
摘要：石油及化工产品在国民经济发展中发挥重要作用。石油产品种类繁多, 组分极其复杂，使用仪器分析具有分析速度快、样品用量少、精密度高、重复性好等特点, 仪器分析已经广泛应用于原油及石油产品的分析和评价工作，成为油品分析中不可或缺的技术手段。
关键词：油品分析；仪器；方法
1 前言
随着我国国民经济快速发展，对石油资源的需求量不断增加。石油产品种类繁多, 组分极其复杂。当今石油产品分析几乎应用了现有的所有分析方法, 既有化学分析方法, 又有仪器分析方法;既有传统方法和在其基础上更新改进的方法, 又有新发展起来的方法, 例如近红外光谱分析技术。正成为石油化工分析领域的一个热点。本文拟对油品仪器分析方法进行简要回顾并探讨其发展趋势。
2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。上世纪70年代以来, 利用气相色谱图与石油及石油产品馏程分布之间的相关性, 表征原油、石油馏分和石油产品的蒸发性能, 成为气相色谱在评价石油产品方面最重要的应用之一。采用气相色谱模拟蒸馏的方法, 只用几个小时就能够得到原油及其馏分的馏程分布数据, 大大缩短了分析时间, 提高了油品分析的效率。 用气相色谱测定了汽油的八项指标:辛烷值、密度、蒸气压、沸点、热值、馏程、碳含量、平均分子量。气相色谱与质谱联用在有机混合物的分离和结构分析中也应用很广泛。
3 高效液相色谱
高效液相色谱是在柱色谱基础上发展起来的。它以液体作为流动相, 采用高压泵、高活性柱填料和高灵敏度检测器, 突出优点是, 分析速度快, 柱效高, 检测灵敏度高, 使定量分析的准确度大大提高。特别是计算机技术的引入, 可实现分析条件的最佳化, 能快速选择分析条件和作准确的定量处理。液相色谱毛细管气相色谱联用, 可以承担几乎绝大部分有机分离分析任务。采用填充毛细管液相色谱(PC-HPLC)与毛细管气相色谱(CLC)在线联用技术分析油品中的芳烃, 能将油品分成烷烃、芳烃和胶质, 其中胶质还能按环数和骨架结构分离, 样品转入GC 再分析各族组分的含量和碳数分布。该方法也适用于油品中其它组分甚至全部族组分的分离分析。
4 光谱分析方法
光谱学方法主要包括分子光谱和原子光谱。从广义上讲, 物质的分子吸收各种辐射能量发生能级跃迁, 产生吸收、发射、散射和电离等都属于分子光谱范围。用于有机结构分析的分子光谱, 按能量高低可分为紫外-可见光谱(UV -Vis)、近红外光谱(NIR)和红外光谱(IR)。一般用于元素分析的原子光谱包括原子吸收光谱(AAS)、原子发射光谱(AES)、X 射线荧光光谱(XRF)等。常用于油品分析的有红外光谱、紫外光谱、近红外光谱、原子吸收光谱和X 射线荧光光谱。
红外光谱吸收法是一种经典的快速分析方法。
它是集光谱测量技术、化学计量学和计算机技术于一体的分析测量技术，可以快速、高效地对样品进行定性和定量分析。与其它常规分析技术不同，红外光谱分析技术是一种间接测量技术，它是结合化学计量学方法建立校正模型从而实现对未知样品的定性或者定量分析。该技术通过已知样品的光谱与组成性质等进行关联， 用多元校正法建立校正模型， 然后根据模型和未知样品的光谱的关联预测未知样品的组成或性质。红外光谱复杂，组分间光谱重叠严重，进行定性和定量分析时须采用一定的数据处理技术方能获得准确的分析结果。红外光谱法是利用物质对红外幅射的吸收或发射红外光谱的能力即红外光谱固有的特征性质谱峰位置、形状和相对强度等对物质进行官能团鉴定和结构分析的方法。可分为红外发射光谱法与红外吸收光谱法两类应用最普遍的是红外吸收光谱法。
原子吸收光谱灵敏度高, 定量分析准确, 分析速度快, 可测范围广, 在石化分析领域保持了很强的生命力, 主要用来测定油品当中的C a 、Ba 、Zn 、B 、Pb 、Mg 、M o 、Se 、Ce 、Cr 等金属元素。X射线荧光光谱法是利用X 射线照射样品, 引起原子内层电子的复杂迁移, 发射出特征性荧光射线, 根据荧火射线的特征信息来定性定量测定元素含量。X 射线荧光光谱法在石油产品添加剂剖析中也应用较广。
5 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。
3.5 气相色谱和质谱联用
气相色谱和质谱联用(GC-MS)主要用于石油的烃类组成分析。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。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。
6 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。GC-AED 技术在汽油样品来源分析、汽油和柴油馏分中硫化物类型及脱硫过程中硫化物变化研究方面的应用前景较好，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。
4 结束语
综上所述, 现代仪器分析具有分析速度快、样品用量少、精密度高、重复性好等特点, 已经广泛应用于原油及石油产品的分析和评价工作。联用技术的发展进一步提高了油品分析工作的质量, 成为快速评价原油及各种石油产品的重要手段。
参考文献：
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