王紅冰

（大慶油田化工有限公司輕烴分餾分公司，黑龍江大慶 163000）

儀器分析是目前應用最為廣泛的油品分析技術(shù)之一，儀器分析法共有氣相色譜法、高效液相色譜法、質(zhì)譜法、近紅外光譜法、全二位氣相色譜法等五種，不同的檢測方法有不同適用范圍，主要以氣相色譜法作為研究核心，詳述氣相色譜法檢驗原理，并對其改進應用提出構(gòu)想。

1 油品分析及常用儀器分析技術(shù)

1.1 油品分析概述

受石油類產(chǎn)品的特殊性質(zhì)決定，石油類產(chǎn)品在儲運以及市場流通的過程中，容易受到各類因素影響，導致油品質(zhì)量發(fā)生變化，造成油品質(zhì)量的降低。例如在更換輸油管道時會造成油品的交叉污染問題。油品分析是通過相應技術(shù)，分析目標油品的污染程度、含水量、油品性質(zhì)以及油品的組成成分，并形成油品分析報告，油品分析報告在油品生產(chǎn)、集輸、銷售等各個領(lǐng)域都有著重要的應用價值，油品分析報告也是相關(guān)管理部門對油品市場進行管理的重要依據(jù)。

1.2 基于氣相色譜法的油品分析

氣相色譜油品分析法是使用氣相色譜儀對油品進行分析的技術(shù)，該技術(shù)利用油品中各項成分物理性質(zhì)的差異對油品成分進行有效分離，如沸點、吸附性差異等。在分離后使用氣相色譜圖像與油品的關(guān)聯(lián)性來展示石油產(chǎn)品的性能，從而形成油品評價。氣相色譜油品分析法分析效率高，在極短的時間內(nèi)就可以獲得詳細的油品分析數(shù)據(jù)。但使用氣相色譜法進行油品分析的時候，不同石油產(chǎn)品沸點存在明顯區(qū)別，應根據(jù)產(chǎn)品沸點選擇不同的蒸餾方法。

1.3 基于高效液相色譜法的油品分析

高效液相色譜分析法是一種高兼容性的油品分析方法，可以適用于多種石油產(chǎn)品的分析，分析中可以對不同沸點的油品實現(xiàn)高效分析，是目前應用最廣的油品分析技術(shù)之一。

1.4 基于質(zhì)譜法的油品分析

質(zhì)譜分析法是使用質(zhì)譜分析儀器，對油品中存在的離子進行荷比測試，從而實現(xiàn)油品的定量化質(zhì)量分析。質(zhì)譜法更注重對油品的組成成分分析，多用于油品污染鑒定。

1.5 基于近紅外光譜技術(shù)的油品分析

該方法主要使用近紅外光譜儀器，配合分析技術(shù)、測量技術(shù)和化學計量等技術(shù)，對目標油品進行定性分析。一般用于油品性質(zhì)分析。近紅外光譜油品分析技術(shù)具有極高的分析速度，可以在幾分鐘內(nèi)完成對目標油品的質(zhì)量分析，該技術(shù)最大的特點為樣品需求量較小，具有極高的環(huán)保價值。

1.6 基于全二維氣相色譜法的油品分析

全二維氣相色譜法是針對傳統(tǒng)氣相色譜法在油品分析中，色譜峰容量存在較大限制，僅能對幾十種常見成分進行有效的分析測定，在遇到復雜成分油品時，分析結(jié)果不夠精準客觀。全二維氣相色譜儀中安裝了色譜柱調(diào)制器，通過調(diào)制器將不同色譜柱串聯(lián)。在油品分析中油品樣品通過取樣口進入第一個色譜柱進行分離，分離后的成分通過調(diào)制器進行聚焦，并以脈沖的形勢進入第二根色譜柱進行二次分離，隨后進入檢測。雙色譜柱的分離過程，讓技術(shù)擁有更強的成分分析能力，同時色譜峰容量更大，可以用于復雜體系油品的分析中。

2 氣相色譜法實驗分析及改進應用

2.1 氣相色譜法的實驗分析研究

根據(jù)研究目的和研究需求，選擇成分更為復雜的柴油油品作為實驗用樣本，進行實驗研究。實驗中將柴油油品通過樣品注入口注入色譜柱中，色譜柱依靠柴油樣品中不同成分沸點和吸附性的差異，對柴油油品進行分離，隨后使用檢測器定性、定量分析，并得出分析結(jié)論。

（1）實驗器材準備。主器材：色譜分析儀、氫焰離子化驗檢測器；輔助器材；0.5mm內(nèi)徑微柱、柴油油品樣品、進樣瓶；

（2）實驗要點分析。使用氣相色譜儀進行油品分析實驗操作時，要注意進樣環(huán)節(jié)的各項操作流程和操作要點，首先，進樣應使用分流送樣的方式，氣化溫度為200℃，檢測器溫度為300℃的情況下，采用系統(tǒng)程序升溫，溫度上升期間應嚴格監(jiān)察溫度變化，整個加溫過程應平穩(wěn)勻速，在溫度上升至80℃時，停止加熱維持10min左右的恒溫，然后進行分段升溫加熱，第一段，以每分鐘上升8℃的加熱效率進行持續(xù)升溫加熱至100℃；第二段，以每分鐘上升10℃的加熱效率進行持續(xù)升溫加熱至200℃，隨后維持20min的恒溫加熱。此時FID氫焰離子化檢測儀內(nèi)部空氣流量應為300mL/min.

（3）實驗的具體步驟。在氣相色譜油品分析實驗開始前，首先應對柴油樣品進行處理，并制作符合儀器檢測需求的實驗用樣品。在樣品容器中（一般為圓底燒杯）加入蒸餾水和汽油油水比例一般為1∶300，其次，在適當高度安裝抽提裝置，并連接回流冷凝管，在回流冷凝管內(nèi)加入適量純凈水，在儀器升溫過程中純凈水會沸騰蒸發(fā)通過冷凝管進入圓底燒杯，在蒸餾過程中應進行詳細的數(shù)據(jù)記錄，當抽提裝置中油量不再發(fā)生變化時，停止加熱逐步恢復室溫進行觀察記錄。最后當儀器設(shè)備溫度已經(jīng)完全恢復室溫后，進行油量的讀取工作，讀取完成后妥善處理裝置內(nèi)油品。

在整個實驗過程中應嚴格遵守操作流程，正確使用各類儀器、實驗設(shè)備，用合理的方法完成實驗。實驗過程為，首先將制作完的樣品放入樣品容器內(nèi)，然后將容器與自動進樣端口相連，啟動氣相色譜儀進行色譜分析。其次，對氣相色譜圖進行分析研究，確定提取時間與提取率之間的關(guān)系，最后用FID氫焰離子化驗檢測器進行檢驗。檢驗過程中應注意，不同的樣品應分別使用不同的器皿，并加入適量的蒸餾水進行實驗，并注意柴油樣品在總樣品中所占的百分比，并對其限度范圍進行記錄。

（4）實驗數(shù)據(jù)分析整理。實驗的最終數(shù)據(jù)獲取應通過多次實驗完成，避免單一實驗獲取數(shù)據(jù)，實驗中的數(shù)據(jù)獲取應準確及時并采用均值的方法來減少數(shù)據(jù)可能出現(xiàn)的誤差，提高數(shù)據(jù)獲取質(zhì)量。在完成原始實驗數(shù)據(jù)收集后，進行總時間和柴油提取率圖標的繪制，然后對圖表信息進行分析形成油品分析報告。

3 氣相色譜分析法在油品分析中的改進

3.1 閃蒸儀在氣相色譜分析中的應用

氣相色譜分析法因其準確、高效的特點決定，在油品分析中的應用逐漸普及，分析技術(shù)與方法也不斷發(fā)展和進步，在油品分析中使用閃蒸儀設(shè)備，可以讓樣品氣化得更為理想。閃蒸儀器可以在短時間內(nèi)起到高效氣化的作用，讓樣品中各個組成成分能夠混合更為均勻，從而優(yōu)化實驗過程，提高實驗質(zhì)量。

3.2 高純氫發(fā)生器在色譜分析中的應用

在使用氣相色譜儀進行油品的常量分析實驗室，多數(shù)情況下對載氣、氫氣和空氣沒有極純的要求，一般允許存在部分雜質(zhì)，同時雜質(zhì)的存在不會對實驗結(jié)果帶來較大的改變。但在微量和痕量分析實驗時，氣體純度如果不能達到標準，實驗結(jié)果會存在較大的波動，一般工業(yè)制氫可以達到的氣體純度極限為99.999%，仍達不到理想的實驗要求，需要多次實驗才可以獲取實驗結(jié)果。而高純氫發(fā)生器可以制取純度高達99.999 9%的氫氣，滿足實驗對氫氣純度的需求。海南石化公司在油品分析中首次使用了高純氫發(fā)生器，實驗證明使用該設(shè)備制取的氫氣進行實驗，檢測靈敏度有了10%左右的提升，峰形也趨于完整的正常狀態(tài)，杜絕了基線偏移、假峰、柱流失、柱壽命縮短等不良實驗現(xiàn)象。

3.3 氣相色譜聯(lián)用技術(shù)

氣相譜技術(shù)與其他油品分析方法聯(lián)合使用，可以極大地優(yōu)化分離操作，并提高實驗數(shù)據(jù)的客觀性與準確性，氣相色譜聯(lián)用技術(shù)也是近年來氣相色譜油品分析技術(shù)主要的發(fā)展方向之一，目前主要有氣相色譜與質(zhì)譜技術(shù)聯(lián)合用技術(shù)、氣相色譜與光譜聯(lián)用技術(shù)、多技術(shù)聯(lián)用等幾個發(fā)展方向。我國著名學者楊永壇率先提出了氣相色譜、氫火焰離子、流化學發(fā)光檢測的聯(lián)用技術(shù)設(shè)想，并經(jīng)過不斷地技術(shù)完善逐步推廣應用。雖然氣相色譜技術(shù)作為一種油品分析的定量技術(shù)，其技術(shù)本身有著很好的兼容性，可以為其他儀器提供高純度、定質(zhì)量的油樣，但是在多技術(shù)聯(lián)合中，不同檢測技術(shù)對油樣性質(zhì)需求的差異，仍是制約聯(lián)合技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵障礙，需要進一步的研究攻破。

3.4 氣相色譜技術(shù)在油品在線檢測的研究進展

油品在線監(jiān)控與檢測工作最重視檢測時效性與實時性，這對油氣現(xiàn)場組分測定和控制目標油氣含量變換的檢測工作尤為重要，一旦檢測效率過低或檢測準確率不能符合使用要求，在線檢測系統(tǒng)將失去其應用的意義。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)合檢測法可以實現(xiàn)對93#汽油樣品的在線分析，可以高效地識別油品中27種有機化合物，確定汽油油品的實時品質(zhì)是否符合要求。

隨著油氣分析技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，氣相色譜技術(shù)的分析條件方法研究也有了很大發(fā)展。我國學者丁曉敏提出了利用油氣總烴的標準對油氣質(zhì)量濃度標定的全新方法，有效地提高檢測效率和檢測精度。

4 結(jié)語

氣相色譜技術(shù)是目前我國油品分析中重要的檢測樣品制造技術(shù)，其衍生的多類檢測技術(shù)均以氣相色譜技術(shù)作為核心。介紹了氣相色譜技術(shù)的應用方式以及基本的技術(shù)原理。目前我國氣相色譜技術(shù)研究進展飛速，逐步向著更快捷、更高效、更靈敏以及與其他設(shè)備聯(lián)合應用的方向發(fā)展，同時相應的計算機色譜圖分析軟件的出現(xiàn)，可以有效地減少色譜分析中人為因素的影響，降低了對操作人員專業(yè)知識和經(jīng)驗的需求，逐步向著自動化色譜分析的方向不斷前進。