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高效液相色谱技术在石油化工中的应用分析

来源:论文联盟  作者:孙娜 [字体: ]

高效液相色谱技术在石油化工中的应用分析

由于高效液相色谱 ( HPLC )的分离能力具备高效、迅速、高灵敏检测的优势,因此受到各领域的青睐,在生物医药、石油化工、食品、环保以及检疫等等不同领域上均得到广泛推广和应用,跃居成为当今其中一个最受欢迎的分析技术。色谱甚至贯穿了石油化工的整个生产流程,从石油开采、炼制、成品、质量检测监控,成为不可替代的技术。本文将简要论述高效液相色谱在石油炼制和石油化工产品分析中的应用。
  一、高效液相色谱在石油炼制中的应用
  原油是石油化工企业进行本文由论文联盟http://www.LWlM.COm收集整理化工生产所必需的原料,它的族组成与加工工艺的方式有着紧密的关联。原油的简单族组成是通过将其组分分离进行分析,主要为饱和烃、芳烃、胶质和沥青质四种,而较重的原油组成也相对复杂。传统方式是通过常规四组分法对原油中沥青和重质油族组成进行分析,但类似这种传统的柱色谱法,除了分析流程长之外,还要耗费许多溶剂和吸附剂。
  HPLC初始是借助于硅/矾土柱来对轻质石油组分进行分离,通过不断发展后开始通过键合相 HPLC柱来对重质石油组分进行分离。相比ASTM 方法来说,此法在分析速度上具有明显的优势,并且重复性好,自动控制较为容易、稳定。而我国石油化工行业也早已引入了HPLC技术来进行原油组分分析,并出台了相应的石油天然气行业标准。
  随着国家的不断发展,石油资源的开发进程也越发深入,使油品陷入不断重质化、劣质化的趋势,给催化裂化工艺带来了巨大的挑战,重质油组分的分析也成为了控制流化催化裂化和加氢工艺条件的基础,此时,HPLC技术开始得到认可与推广。
  一方面,清除沥青质是色谱柱进行分离前的重要步骤,因为沥青质会对饱和烃洗提过程中的吸附和沉淀对定性定量结果产生较大的干扰。另一方面,HPLC解决了上述挑战性难题,其切换反冲阀反冲技术在氰基柱上使原油中的重质组分分析得到了实现,特别是胶质含量的分析,借助比较法对使用极性和非极性不同溶剂反冲洗实验研究来确定极性溶剂测定的结果较为准确。此外,成跃祖等人还对化学键合相高效液相色谱和反冲技术分析原油烃族组成的色谱条件相结合进行研究,对四种国产原油进行了烃族组成分析。
  而后,俞鹏程等相关研究人员进行了典型分子的测定校正因子和切片进行分类后,成果的实现了用 HPLC技术来进行含有渣油的催化裂化原料油中的芳烃类别的监测,并得出了最为理想的催化裂化原料油为饱和烃、一环芳烃以及二环芳烃。在这之后,国外研究人员对HPLC法进行了进一步的优化,并对示差折光、紫外检测器进行了结合,借助质谱来进行数据的比较,最后得出了饱和组分的含量会随着馏分的变重而逐渐减少,而芳烃组分的含量则会随着馏分变重而逐渐提升,并得出了在利用紫外检测来进行单环芳烃的测定时,最理想的波长是210 nm。
  HPLC技术除了可以使用在原料油的族组成分析上外,还可以运用在沸点和分子量分布的测定上。如果将HPLC的模拟蒸馏与ELSD法进行结合,则可以进行重油中的从中到高沸点馏分的测定,而且这样的方法可以直接进行不可蒸馏组分的测定,省去了内标的需要,并且该方法与GC模拟蒸馏测定的结果是完全相符的。在HPLC的测定方法中,以正构烷烃为标准物来建立的重质馏分油的分子量分布校正曲线,并进行面积归一化,则可以清楚的知道实际油样中每个分子量分布范围的百分比。不仅如此,HPLC技术还是石油炼制过程中分析抽提溶剂质量的一种较为理想的选择。
  二、高效液相色谱技术在石油化工产品分析中的应用
  (1)高效液相色谱技术在汽油产品分析中的应用
  在汽油产品分析中,GC的使用非常广泛,特别是在烃族组成和单环芳烃的检查分析中,使用的频率更高,在这一点上,HPLC同样有着一定的效果。在进行汽油中芳烃的测定是,HPLC技术的使用不仅有着更高的效率,而且操作简单,同时还可以清楚的知道C6到C10芳烃的含量以及部分异构体的含量。如果利用硅胶柱串联氨基柱来作为固定相,正己烷作为流动相,再利用示差折光检测器来进行石脑油中烷烃、芳烃的含量测定,不仅可以有的提高测定的准确性,还可以简化测定过程,同时情况下只需9分钟就可以完成一次测定,这样的HPLC测定方法比GC法有着明显的优势,所以在进行较重油品中的芳香烃类化合物测定时,HPLC技术同样也是一个非常理想的方法。
  (2)高效液相色谱技术在润滑油中的应用
  高效液相色谱技术在润滑油、柴油中也有着非常不错的效果。目前,HPLC除了应用在石油产品的烃族组成分析外,在石油化工产品添加剂中也同样运用到了HPLC法。在润滑油的使用过程中,经常会出现氧化、缩聚等情况,导致润滑油的质量变差,如果在其中适当的加入抗氧化剂则可以有效的防止润滑油氧化反应的发生,使其抗氧化性得到更换的提高能。而在润滑油抗氧剂的制备过程中,HPLC则是一种必不可少的方法。
  (3)高效液相色谱技术在聚合物中的应用
  除了上述中高效液相色谱技术的运用外,在许多的塑料、橡胶等聚合物的生产过程中也普遍的使用到了HPLC技术。在聚合物的生产过程中,都需加入相应的添加剂,例如:抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、染色剂等。而HPLC在添加剂的分离、分析中,可以在不破坏分析物的结构的基础上进行,相对于GC有更更明显的优势,灵活性更大。除此之外,运用反相 HPLC进行PVC塑料中光稳定剂的提取与分离检测同样有着效果高、结果准确的效果。
  三、结论
  综上所述,在石油化工企业生产过程中,高效液相色谱(HPLC)已经成为其不可替代的技术之一,尤其是HPLC在复杂原油、重质油等石油化工产品组分的分离、分析上的突出贡献,能够使样品结构、性质不受破坏的同时,还能将样品进行无损回收,完全将传统的 LC法整体比下去,达到高效迅速分离分析的目的, 体现出其巨大的应用价值。将HPLC技术与其他先进的检测技术、多维分析模式进行适当的结合应用,还能够大大提升HPLC定性、定量的准确率,将实现其在石油化工领域中应用逐渐趋向最大化。

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