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        氣相色譜在石油化工中的應(yīng)用

        2021-04-06 06:37:08胡瑚
        化工管理 2021年9期
        關(guān)鍵詞:烴類石油化工汽油

        胡瑚

        (河北融洋安全檢測(cè)有限公司,河北 邯鄲 056000)

        0 引言

        隨著社會(huì)的迅猛發(fā)展,石油化工行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)也隨之增強(qiáng)。因此,降低投入成本,節(jié)約資源消耗以及提升產(chǎn)品品質(zhì)已經(jīng)成為當(dāng)前多數(shù)企業(yè)所關(guān)注的要點(diǎn)。同時(shí),想要達(dá)成這一目標(biāo),就需要推動(dòng)氣相色譜相應(yīng)技術(shù)的不斷更新。就發(fā)展情況來講,已經(jīng)從原本的填充柱發(fā)展到目前的毛細(xì)管氣相色譜,通過細(xì)內(nèi)徑毛細(xì)管柱以及高性能色譜儀結(jié)合應(yīng)用的分析系統(tǒng)已經(jīng)得到全面使用。并且,石油化工行業(yè)也依據(jù)自身的真實(shí)需求,研發(fā)出更多的具有專業(yè)性的氣相色譜技術(shù)。

        1 氣相色譜在石油化工氣體分析中的應(yīng)用

        石油在進(jìn)行加工的過程中,會(huì)分離出不同種類的石化產(chǎn)品。其中,就包含不同的氣體成分[1]。如:O2、H2等。此外,因?yàn)槭椭羞€包含著一些雜質(zhì),在分離時(shí)也會(huì)形成CO2、CO等。利用石油加工的形式分離出的氣體能夠當(dāng)作多種合成反應(yīng)中的有機(jī)原料。如,丙烯等。

        1.1 烴類氣體分析

        因?yàn)殚_展對(duì)石油的加工,會(huì)分離出不同的氣體,會(huì)產(chǎn)生在工業(yè)方面的價(jià)值。所以,其分析工作尤為關(guān)鍵[2]。目前,對(duì)于石油化工氣體的分析,主要采取全填充柱雙熱導(dǎo)檢測(cè)器等分析模式檢測(cè)。中石化公司結(jié)合當(dāng)前的分析方式基礎(chǔ)之上,結(jié)合自身需要開發(fā)出一種新型的分析方法。具體來講,是通過結(jié)合氫火焰離子化檢測(cè)器與色譜柱,能夠開展對(duì)烴類氣體的有效分析與檢測(cè),還能夠?qū)⑵浞蛛x。這種新的分析模式有著獨(dú)有的載氣切換系統(tǒng),能夠開展對(duì)不同氣體的有效檢測(cè),也能以極快的速度進(jìn)行切換。因此,在實(shí)際的使用中獲得廣泛的應(yīng)用。

        1.2 高純烴類氣體中的雜質(zhì)分析

        就當(dāng)前真實(shí)情況分析,石油化工行業(yè)對(duì)于乙烯、丙烯等在純度要求上有著較高的標(biāo)準(zhǔn)。而且,在這些氣體之中總會(huì)出現(xiàn)甲醇[3]。但應(yīng)用從前的色譜展開分析時(shí),無法開展精準(zhǔn)的測(cè)定,影響分析效果。石油企業(yè)應(yīng)用了一種新的色譜柱,可以對(duì)乙烯、丙烯之中的甲醇含量深度分析。并且,利用此種方式檢測(cè)甲醇含量的精準(zhǔn)程度相較以往縮小至0.5 mg/L。研究人員利用此種方法開展對(duì)甲醇含量的檢測(cè)分析,其精準(zhǔn)程度相較以往獲得明顯提高。同時(shí),在實(shí)際操作中,也較為簡(jiǎn)單,還能夠滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

        2 氣相色譜在汽油餾分中分析

        在進(jìn)行對(duì)石油的加工中,對(duì)于汽油的組分開展分析、檢測(cè),可將汽油的產(chǎn)品品質(zhì)大幅度的增強(qiáng)。

        2.1 汽油烴類成分分析

        目前,社會(huì)穩(wěn)步發(fā)展,人們追求更高品質(zhì)的生活,環(huán)保意識(shí)逐漸強(qiáng)化?,F(xiàn)今,國家對(duì)于環(huán)保的要求漸漸提高,汽車在實(shí)際的行駛過程中,若是使用劣質(zhì)的汽油,就會(huì)出現(xiàn)大量的污染物質(zhì),形成對(duì)環(huán)境的不良影響。所以,應(yīng)該加大對(duì)汽油質(zhì)量的有效把控。對(duì)于汽車所使用的汽油,采取檢測(cè)分析的方法是熒光指示劑吸附法。這一分析方式尤為實(shí)用。但是,卻也有著一定的不足,受多方面元素的制約。如,檢測(cè)試劑過長(zhǎng)等。

        當(dāng)前,在我國的石油化工企業(yè)大多應(yīng)用氣相色譜這一技術(shù)。通過此項(xiàng)技術(shù)可以達(dá)成對(duì)汽油之中烴類成分的有效分析?;痉治鲞^程如圖1所示。通過圖1可知,汽油樣品在色譜柱中會(huì)依據(jù)其極性的差異,分為脂肪族以及芳香族化合物。前者可以進(jìn)入到烯烴捕集阱,之后進(jìn)行分離,得到飽和烴與烯烴。而后者會(huì)進(jìn)入到檢測(cè)器中,開展更進(jìn)一步的檢測(cè)與分析。此種方式和以前使用的熒光指示劑吸附這一方法比較,在檢測(cè)時(shí)長(zhǎng)上會(huì)出現(xiàn)大幅度的降低,從而減少資金方面的投入。此外,此項(xiàng)技術(shù)獲得的最終分析結(jié)果精準(zhǔn)度也得到有效提高。

        圖1 汽油中成分分析的過程

        2.2 汽油芳烴成分分析

        汽油之中還有著部分芳香烴化合物,如苯等。同樣,這些物質(zhì)也是化工合成之中的重要原料。國外的一些專家利用全二維氣相色譜技術(shù)對(duì)于汽油之中的成分展開檢測(cè),第一次將苯、甲苯等分離。此種模式的主要原理是利用兩種完全不一樣的色譜柱,利用調(diào)節(jié)器使其聯(lián)合,因?yàn)榉蛛x原理的不同,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)汽油成分的有效分離。當(dāng)前,此項(xiàng)技術(shù)雖然可以通過調(diào)整溫度等達(dá)成二維這一層面的分離。但是,因在實(shí)際應(yīng)用中調(diào)節(jié)器等方面的不足,導(dǎo)致其分離能力受到影響。

        目前,多家石化企業(yè)嘗試對(duì)此項(xiàng)技術(shù)適當(dāng)?shù)膬?yōu)化,其中,石化企業(yè)就開展過合理的調(diào)整,成功實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的分析。此外,通過相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),以改性的聚乙二醇作為色譜柱,應(yīng)用與之相應(yīng)的最優(yōu)分離條件,也能將芳烴產(chǎn)品快速且高效的分離。

        2.3 汽油氧化物成分分析

        汽油之中有著一定的氧化物。一定量的醇類等物質(zhì)可以減少汽油在燃燒后形成的CO。但是,若是這些物質(zhì)偏多,也會(huì)出現(xiàn)與烴類化合物之間的分離。所以,需要展開對(duì)汽油中氧化物的檢測(cè),目前最為常用的方式就是氣相色譜。中石化公司以改性的極性與非極性色譜柱合理搭配并串聯(lián)。利用此種方法將汽油中的醇類等物質(zhì)深入檢測(cè),也能隨時(shí)展開對(duì)最終結(jié)果的觀察。所以,此種方式的實(shí)用性也很強(qiáng)。

        2.4 汽油硫化物成分分析

        原油中,因?yàn)榫哂泻蚧衔锏入s質(zhì)。所以,在實(shí)際的分餾中,也會(huì)存在硫化物。由于此種物質(zhì)的出現(xiàn),導(dǎo)致汽油在燃燒中形成污染物,危害發(fā)動(dòng)機(jī)的工況,并造成大氣污染。因此,不能忽視對(duì)硫化物的檢測(cè)。目前,在分析與檢測(cè)此物質(zhì)時(shí),會(huì)將氣相色譜與選擇性檢測(cè)器共同使用。而且,也能得到精準(zhǔn)的檢測(cè)結(jié)果。

        3 模擬蒸餾

        色譜進(jìn)行蒸餾的模擬是利用色譜技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)經(jīng)典的沸點(diǎn)蒸餾方式進(jìn)行模擬,將不同類型的石油餾分的餾程精準(zhǔn)測(cè)定。當(dāng)前,通過色譜模擬蒸餾的形式其數(shù)據(jù)已經(jīng)在石油的加工控制中進(jìn)行有效應(yīng)用,也用于原油調(diào)配方案的制定方面。通過此方法測(cè)定餾程,會(huì)得到精準(zhǔn)的數(shù)據(jù),分析的速度也很快,自動(dòng)化水平也很高等,有著多方面的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。這一方式采取的基本原理是一致的,都是使用有著一定分離度的非極性色譜柱,在線性程序升溫的這一條件之下測(cè)試,明確正構(gòu)烷烴混合物組分的保留時(shí)長(zhǎng),并在相同條件的情況下,結(jié)合試樣依據(jù)沸點(diǎn)進(jìn)行分離。另外,也要開展切片積分,得到與之相對(duì)的累加面積以及時(shí)間。在表1中,明確列出柴油、汽油等不同餾分范圍中應(yīng)用的方式。

        表1 不同油的模擬蒸餾分析方法

        4 結(jié)語

        氣相色譜這一技術(shù)已經(jīng)在石油化工領(lǐng)域中得到全面的普及,從氣體分析到汽油硫分分析或者是模擬蒸餾等多方面,已經(jīng)成功構(gòu)建一個(gè)相對(duì)完善的分析系統(tǒng),為石油化工行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展提供技術(shù)檢測(cè)方面的有效保障。但是,依據(jù)目前情況分析,依舊需要繼續(xù)展開探究,在當(dāng)前的分析能力基礎(chǔ)之上,進(jìn)一步優(yōu)化以及開發(fā)符合行業(yè)需要的氣相色譜的新的技術(shù)手段,對(duì)石油化工的產(chǎn)生過程控制提供一定的指導(dǎo)功效,進(jìn)而加快生產(chǎn)效率,也提升產(chǎn)品品質(zhì)。

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