中国石油广西石化 广西壮族自治区钦州 535008
摘要:当前时期,在石油化工行业当中,气相色谱分析技术的应用愈加广泛,可以说,气相色谱分析技术在石油化工行业的各个环节当中都能起到极大的应用价值,无论是对石油的勘探、石油的加工还是生产环节都离不开气相色谱分析技术的支持。因此,气相色谱分析技术的分离能力以及定量能力备受技术人员的青睐,在石油化工分析当中气相色谱分析技术也逐渐占据了更高的地位。本文就针对石油化工分析中气相色谱分析技术的应用进行分析,结合石油化工分析工作谈谈关于气相色谱分析技术的应用策略。
关键词:石油化工分析;气相色谱分析技术;应用分析
引言
在气相色谱分析技术问世之后便被得到了广泛的应用,在石油行业当中,气相色谱分析技术也愈加凸显出了其应用优势,尤其是在70年代的初期阶段,毛细管色谱柱技术的成熟也使得气相色谱分析技术如虎添翼一般在质量上产生了更高的飞跃,因此,结合好气相色谱分析技术的特点、将其应用在石油化工分析当中是非常重要的,对此问题也应当予以足够的关注和重视。
1 关于气相色谱分析技术的概述、原理分析
1.1气相色谱分析技术的概述
从二十世纪五十年代,气相色谱分析技术出现了,在当时,气相色谱分析技术的诞生成为了所有分离与分析技术当中的佼佼者,被广泛地使用在了国防、工业、科学技术、农业和建设当中。气相色谱分析技术主要是以气固色谱和气液色谱所构成的,以用气体作为流动相为显著特点。在气相色谱分析技术当中,气相色谱中样品的传递速度可以使得样品组分瞬间在流动相和固定相当中实现一种平衡的状态。因此,可以这样理解,气相色谱分析技术是一种具有快速分析以及高速分离的分析技术。而在后来,通过使用高灵敏度选择性的检测器也促使气相色谱分析技术得到了进一步的发展,气相色谱分析技术获得了更高的分析灵敏度、更加广泛的应用范围。
1.2气相色谱分析技术原理的分析
使用气相色谱分析技术进行分析的主要原理为以下陈述:对混合物进行分离时,应用气相色谱分析技术主要是通过物质的沸点、吸附性质以及极性的差异性所实现的。在汽化室当中,载气将待分析样品汽化之后代入到色谱柱内,色谱柱内则含有液体或是固体固定相。基于分析样品当中各组都有着不同的沸点、极性和吸附性,并且每组分都将致力于在流动相和固定相之间形成分配和平衡,或许是因为载气流动的性质,因此,实际上是很难建立起这样的平衡的;但是,又恰恰是因为载气的流动,样品组分才能够在运动的过程中形成多次的分配或者是吸附,由此也才能得出固定相当中分配浓度较小的组分先流出色谱柱、固定相中分配浓度较大的组分则后流出的结果。流出色谱柱的组分将会进入到检测器当中,检测器则可以将样品组分变成电信号,因为电信号爱的大小以及被测组分的质量或者是浓度是成正比的,当这些信号被记录下来之后也便形成了气相色谱图。
2 石油化工分析中气相色谱分析技术的应用分析
2.1C1-C5烃类的分析方法
在天然气的主要构成成分当中,甲烷要占有90%,其次便是C2-C5的烃类,也含有极少量C5以上的烃类。石油的裂解气为为C1-C7的烷烃和烯烃,并且,碳四烯烃如何分离也是一个难度较高的课题,烯烃是石油裂解装置当中主要的产物,烯烃的定量分析也是裂解装置操作技术参数的重要参考依据,而Al2O3毛细管柱则是此类分析的主要手段。
2.1.1石油裂气的分析
通过石油裂气的分析原理可以发现,乙烯、异丁烯、丙烯,反丁烯、正丁烯以及顺丁烯,这类烯烃产物都能得到较好的分离效果,峰形对称,也更利于获得准确的定量分析。
Al2O3柱的规格:30m*0.53mm;
程序升温:初始温度为40℃并且保持3min,速率:10℃/min,最终温度:200℃并且停留10min,进样器温度:200℃,FID温度:200℃。
2.1.2二甲醚/石油液化气的分析
二甲醚是近年来新开发出来的一种环保绿色可再生能源,因为其价格要比石油液化气低很多,因此已经进入到了市场当中予以销售,并且已经获得了二甲醚的分析国标。但是,针对二甲醚石油液化气的分析却并不存在着相应的标准,因为限制于二甲醚的加入量,我们可以明显的看出二甲醚和石油液化气分离效果是非常好的,但是,在Al2O3的毛细管柱上还是存在着拖尾现象,此问题是有待改进的。
Al2O3毛细管柱规格:30m*0.53mm;
程序升温:初始温度为80℃并且保持2min,速率:10℃/min,最终温度:200℃并且停留10min,进样器温度:200℃,FID温度:200℃。
2.2石脑油的分析方法
2.2.1石脑油的PONA分析
在化工行业当中,石脑油是非常重要的一种化工原料,其主要是由C4-C12所构成的,并且对组成的分析已经比较成熟,通过运用100m长度的毛细管柱可以分析到200多个组成。并且,当前时期已经开发出了相应的链烷、环烷,芳烃以及烯烃的定性定量分析专用色谱软件,以此可以进一步降低分析石脑油的难度、简化分析石脑油的环节并且获得良好的分析效果。
色谱柱:PONA分析专用柱100m×0.2mm×0.5um;
程序升温:初始温度为28℃并且保持10min,速率:3℃/min,最终温度:240℃。
分流比:50∶1;进样器温度:205℃;FID温度:250℃。
2.2.2石脑油族组成的分析
从分析可以明显的发现,石脑油单体烃的分析耗时需要70分钟,而工艺也是需要同碳的链烷以及环烷、芳烃的分析数据的,因此,结合此实际特点,提出以13X分子来对不锈钢毛细管柱进行处理,基于分析的条件之下,柱温会从180℃-430℃、20分钟分析出一个样品,并且对原本非常复杂的石脑油组成分离成为同碳的环烷和链烷,从而有效的缩短了原本所要用到的分析时间。该柱的难度则在于要促使仪器持续升温至430℃,并且石英毛细管因为其外涂层材质而不能在大于300℃的环境下长期使用,因此只能采用不锈钢色谱柱。在经过高温钝化之后,不锈钢色谱柱会呈现出一种良好的惰性,并未发现其产生任何分解现象,凭借着以上特点,该柱在石油化工行业当中得到了广泛的应用。
2.2.3石脑油当中芳烃的分析
结合石脑油的分析可以发现,芳烃的出峰会混在链烷烃以及环烷烃当中,这对分析芳烃的定性和定量是会带来一定的困难的,因此,为了解决这样的问题,经过不断地研究与分析之后最终研制出了强极性OV-275大口径毛细管柱,能够将苯在十一烷后出峰,每10分钟便可以分析一次,能够精准的分析出石脑油当中的芳烃。结合芳烃的实际分析数据来看,目前,该技术已经能够最大程度地解决关于石脑油的分析问题,并且能够达成高效的分析结果,这对石脑油的分析工作来说也确实做出了极大的推进作用。
结语
综上所述,在石油化工分析当中气相色谱分析技术的应用是非常重要的,无论是从气体的分析还是其他项目的分析,气相色谱分析技术的应用都凸显出了极为宝贵的价值,并且也已经构建成了一个非常完整的体系,对推动石油化工行业的发展也做出了卓越的贡献。因此,对于石油化工分析当中气相色谱分析技术的应用方式需要进行高度重视,相关技术人员也要坚持研究、不断攻克气相色谱分析技术当中所存在着的一系列问题,以此才能最大程度的满足石油化工行业对分析工作的需求。
参考文献:
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