石油化工分析中的气相谱分析技术的应用

石油化工分析中的气相谱分析技术的应用
摘 要:本文简述了气相谱分析技术在石油化工领域油品快速分析中的研究,及模拟蒸馏分析技术在石油化工分析中的开发和应用。
关键字:气相 谱 石油 分析
在石油和石油化工行业,气相谱技术的应用相当普及,从石油勘探、石油加工研究到生产控制和产品质量把关等。气相谱技术之所以得到石油和石化行业分析化学家们的欢迎,是由于它的分离和定量能力以及出的性价比,目前尚无其它类型的仪器分析技术能与之匹敌。
一、C1-C5烃类的分析方法
天然气的主要成分为甲烷约占9O%,其次为C2~C5的烃类,还有少量C5以上的烃类,在石油钻探中为了及时捕捉钻探的地层信息,希望C1-C4的分析时间控制在30秒以内,通过天然气的快速分析,用0.6m的填充柱在30秒内分析了C1-C4·70秒分析了碳五以内的烷烃。石油裂解气为C1~C7的烷烃和烯烃,碳四烯烃的分离是一个较难的课题,烯烃是石油裂解装置
的主要产物.烯烃的定量分析是裂解装置操作工艺参数的重要参考依据,Al2O3 毛细管柱是该类分析的主要手段。
1.石油裂解气的分析
石油裂解气分析可以看出,乙烯,丙烯,异丁烯;正丁烯,反丁烯,顺丁烯,l,3-丁二烯这些重要的烯烃产物得到良好的分离。峰形对称。以利于准确的定量分析。
Al2O3 柱:规格:30m * 0.53mm;
识字闪卡程序升温:初始温度40内置式永磁同步电机℃保持3min,速率:10/min,终温度:200,留10min,进样器温度;200, FID温度:200
2.二甲醚/石油液化气的分析
二甲醚是新开发的环保绿可再生能源。由于价格比石油液化气便宜,已进入市场销售,已有二甲醚的分析国标,但是对二甲醚,石油液化气的分析没有相应的标准,但限制了二甲醚的加入量。我们用Al2O3毛细管柱分析了二甲醚,石油液化气。可以看出二甲醚和石
油液化气分离很好。存在问题,二甲醚的分离很好,但在Al2O3毛细管柱上有拖尾现象,有待改进。
Al2O3毛细管柱规格:30m x 053mm;
程序升温:8O/保持2min/10/min.最终温度200,停留10min,进样器温度:200, FID温度:200玻璃助剂
3. 天然气、石油液化气和人工煤气的分析
在质量检验部门和煤气,天然气,石油液化气供应部门都要同时检测该三种气体,三种气体有其共性:含有不同碳数的烃类和永久性气体。按照单个气体的分析,三种气体需要4-5台谱仪。按照国标,综合考虑,只需要两台仪器,一台仪器分析烃类,另一台仪器分析永久性气体加上反吹,可以将重组分反吹出分析柱。
二、石脑油的分析方法
1.石脑油的PNA分析
石脑油是很重要的化工原料,主要由C4-C12组成,对组成的分析已组成熟,用100m长的毛细管柱可以分析到20O多个组成。由石科硫和杭州英谱开发了相应的链烷,环烷,芳烃和烯烃定性定量分析的专用谱软件。可以方便的进行石脑油的分析。用同一根柱也可以基线分离分析碳五的烷烃和烯烃,为碳五的综合利用提供数据。
谱柱:PNA分析专用柱100m x 0.2mm ×0.5um
程序升温:初始温度28,保持10min.速率:3/min,最终温度240
分流比:50:1;进样器温度:250;FID温度:250
2.石脑油族组成的分析
从分析可以看出.石脑油单体烃分析一次需7O分钟。而工艺也需要同碳的链烷和环烷及芳烃的分析数据,我们研制了13X分子筛不锈钢毛细管柱。在分析条件下,柱温从180-430透水混凝土施工,20分钟分析一个样品,可以很清楚的将复杂石脑油组成(C5-C11)分离为同碳的链烷和环烷,大大缩短了分析时间。该柱的难度在于仪器要持续升温到430”C,石英毛细管由于外涂层材质不能在大于300下长期使用,只能用不锈钢毛细管。而不锈钢
毛细管内表面不经钝化处理,高温下烷烃在柱内要分解,C8以上的烷烃无法测试,经过高温钝化的不锈钢毛细管柱则表现出良好的惰性,没有观察到分解现象。该柱已在扬子石化及同行业中得到广泛的应用。
3.石脑油中的芳烃分析缘114
从石脑油中的分析可看出:芳烃出峰混台在链烷烃及环烷烃中,给芳烃的定性和定量分析带来一定的困难,我们研制了强极性OV-275大口径毛细管柱,可以将苯在十一烷后出峰,l0分钟分析一次,可以快速、准确地分析石脑油中芳烃。通过扬子石化石脑油中芳烃的分析谱来看,已成功的用于四川天一科技股份有限公司石脑油中芳烃的分析。
三、模拟蒸馏分析
模拟蒸馏分析是气相谱技术在石油、石化分析中的另一类重要应用。模拟蒸馏分析的快速化是通过选用细径毛细柱、直热柱来实现的;而将模拟蒸馏分析原理应用到其它相关检测目的产物所产生的分析方法则是这类方法衍生的新一类应用。机油挥发度的测定,石油苯、对二甲苯和邻二甲苯等苯类产品的馏程测定,聚α-烯烃油及其合成过程中间产物的馏
程与碳数分布的测定,汽油机油和柴油机油中轻油稀释量的分析都是模拟蒸馏分析应用的具体事例。
按谱分离原理直接进行模拟蒸馏计算或将其进一步与实沸点蒸馏结果关联是模拟蒸馏定量方式的两种选择方案,由于定量依据不同,所得结果存在一定的差异,如何取舍与实际工艺有很大关系。从原理上分析,第一种方案的结果更接近油品的真实馏程;而第二种方案得到的实沸点蒸馏结果与实际工业生产的状态更为符合,但关联的结果增加了方法开发的难度和适用范围的限制。
结束语
气相谱技术在石油及石油化工行业的应用已相当普及,从气体分析到各种目的的油品组成或其它项目的分析已经构建起了一个相对较为完整的体系,为行业的发展提供了良好的技术保证。另一方面也需要开展对一些新、难课题的研究,解决由于技术条件限制而一直未能突破的分析问题(如重油族组成快速定量的问题),以满足整个行业发展对分析工作的要求。
参考文献:
[1]杨海鹰等,气相谱在石油化工中的应用,北京:化学工业出版社,2005.
[2]肖淑范等,化工气相谱技术解析[J],河北化工,2007,30(7).

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