石油化工中高效液相色譜技術的應用分析

陳海雪　趙善達

廣東省茂名市質量計量監督檢測所

石油化工中高效液相色譜技術的應用分析

陳海雪趙善達

廣東省茂名市質量計量監督檢測所

高效液相色譜（HPLC）是二十世紀七十年代發展起來的分離分析技術。石油化工中HPLC技術的應用可以分析熱不穩定性、非揮發性化合物和復雜混合物以及多環芳烴等，并且具有分離速度快，分離效果好及重現性好等點。本文概述了高效液相色譜技術（HPLC），對石油化工烴類及非烴類物質檢驗中高效液相色譜技術的應用分析進行了探討。

高效液相色譜技術；石油化工；應用

一、高效液相色譜技術（HPLC）的概述

HPLC系統一般由高效液相色譜儀主要由進樣系統、輸液系統、分離系統、檢測系統和數據處理系統等組成。高效液相色譜是在氣相色譜和經典色譜的基礎上發展起來的，現代液相色譜和經典液相色譜沒有本質的區別。不同點僅僅是現代液相色譜比經典液相色譜有較高的效率和實現了自動化操作。經典的液相色譜法，流動相在常壓下輸送，所用的固定相柱效低，分析周期長。而現代液相色譜法引用了氣相色譜的理論，流動相改為高壓輸送；色譜柱是以特殊的方法用小粒徑的填料填充而成，從而使柱效大大高于經典液相色譜；同時柱后連有高靈敏度的檢測器，可對流出物進行連續檢測。因此，高效液相色譜具有分析速度快、分離效能高、自動化等特點。

二、石油化工烴類物質檢驗中高效液相色譜技術的應用分析

芳烴是原油的主要組成部分，利用氣相色譜（GC）分析芳烴，由于受到汽化溫度的限制，僅能分析原油中的輕芳烴系列。如果利用高效液相色譜法對原油中的全芳烴進行分析。在分析原油芳烴譜圖特征的基礎上，對切割制備的各特征峰組寬標樣進行了熒光光譜的同步掃描，得知其與芳環數的關系，從而將原油芳烴劃分為輕芳烴、中芳烴和重芳烴三個組分。經回歸分析，發現此值與原油的物理性質及化學組成密切相關。結合高效液相色譜儀器，應用高效液相色譜測定催化裂化柴油組成的方法。可以采用氨基色譜柱為固定相，以正己烷為流動相，利用紫外檢測器和示差檢測器共同進行檢測，將樣品分離成飽和烴、輕芳烴、中芳烴、重芳烴、膠質等五種組分。

利用高效液相色譜技術測定柴油中芳烴含量的方法，克服了經典色譜法溶劑消耗大、分離效率低、分析時間長等缺點。該方法把氨基柱和硅膠柱串聯起來，硅膠柱極性較強，飽和烴是非極性化合物，因此飽和烴首先被洗脫下來，氨基柱能夠將不同環數的芳烴較好地分離開，準確度高、分離時間快。

隨著科技進步發展，對柴油中稠環芳烴含量做了嚴格的要求，研究人員利用液相色譜法對此進行分析，采用正相液相色譜分離技術，選用硅膠、氨基等極性物質為固定相，以正己烷等非極性物質為流動相，在一定條件下，對柴油中的非芳烴、單環芳烴、雙環芳烴等進行分離，用示差折光檢測器檢測各組份的峰面積并計算其含量。

三、石油化工非烴類物質檢驗中高效液相色譜技術的應用分析

石油化工中的潤滑油在使用過程中會發生氧化縮聚等多種反應，而且氧化產物的組成比較復雜，添加劑和膠質瀝青質等物質的分析與應用。將氧化產物按類型進行分離，可以進一步研究在使用過程中各類氧化產物的生成及變化規律。可以利用四甲基氫氧化鉸“就地”改性硅膠色譜系統的高效液相色譜法，避過紅外光譜結合場解吸質譜分析鑒定，得到了主要存在的11個質量系列的化合物。利用紅外差譜技術研究了氧化產物的生成及積累隨行車里程的變化為勢，取得了對潤滑油在使用過程中氧化衰敗機理的認識。

評價原油質量的一項重要指標是其膠質含量，它不僅影響原油的開采、儲運及加工，而且還會使加工所得石油產品的性能發生變化。當前應用于膠質化學組成和結構特征的HPLC/MS，GC/MS，NMR，FTIR等方法的應用。通過比較上述方法發現，HPLC盡管是一種高效分離分析手段，但由于缺少合適的檢測器，在定量的準確性上也存在一些問題。為了提高合成航空潤滑油的使用性能，一般向合成油中加入多種添加劑。因此，分析測定添加劑的含量不僅對產品的質量管理，而且對研究各油品的使用壽命、廢油再生及其解剖分析等都有一定意義。

通過對常見的合成潤滑油多種添加劑的高效液相色譜法的測定進行分析，需要選擇合理可行的色譜條件，采用回收率進行準確度考察，根據考察實驗，提出了一種分析速度快、回收率高達97%一103%的測定方法，能夠一次性分析多種添加劑，滿足了實際工作中定量分析的需要。

作為一種可再生資源，生物柴油和乙醇可以替代部分柴油燃料，緩解柴油供應緊張的局面，并且能改善大氣的污染狀況，降低二氧化硫和碳煙微粒的排放量。但是，目前對乙醇燃料尾氣中的非常規排放物研究較少。相關研究人員根據美國環保署（EPA）發布的標準方法TO一11A，對乙醇-生物柴油一柴油（EBD）進行稀釋采樣，利用安捷倫高效液相色譜儀（HPLC）對前處理后的排放物樣品進行分析處理，并進行了比較分析。并且相關人員采用超高效液相色譜（UPLC）一蒸發光散射檢測器（ELSD）測定生物柴油中11種常見的脂肪酸及脂肪酸甲酯含量。經提取后的樣品用甲醇溶解，進行等度洗脫，并用外標法進行定量分析。發現在一定的質量濃度范圍內，峰面積的對數和質量濃度的對數線性關系良好。與其他檢測生物柴油成分的方法比較，該方法簡單、分離效果好、速度快，特別是此方法可以實現脂肪酸及脂肪酸甲酯的分離，并有效測定了反應的進行程度，滿足了生物柴油工藝研究的需要。

對表面活性劑成分等方面分析，可以利用高效液相色譜技術分析副產物、未反應物和催化劑等。在應用高效液相色譜法、紅外光譜法、核磁共振波譜法等分析石油磺酸鹽的組成、流程工藝、反應機理、磺化反應的影響因素，在檢測不同物質時，高效液相色譜法通過改變填料來實現不同物質的分離。這種方法在應用過程中可實現混合物的較好分離，應用比較廣泛。相關研究人員還建立了一種新的離子交換高效液相色譜在線測定原油中單雙石油磺酸鹽的方法，通過使用六通閥切換，在一根強陰離子交換柱上完成在線純化和分離，原油樣品經過二氯甲烷一甲醇溶劑稀釋后進入HPLC測定。該方法準確、重復性好，可以滿足原油中石油磺酸鹽的分離測定。并且通過對現有變壓器油中糠醛含量的兩種檢測方法進行了對比分析，分析了應用高效液相色譜法定量測定國內外變壓器油的糠醛含量，分析了可能影響結果的幾種因素，對分光光度計和液相色譜法測量變壓器油糠醛含量的兩種方法進行比較，發現高效液相色譜法具有測量時間短、分析精度高等優點。

結束語

綜上所述，近年來高效液相色譜技術在石油化工產品烴類組成及其非烴類組分分離分析中的應用，表明高效液相色譜技術在分析汽油、煤油、柴油等油品及生物柴油、變壓器油和表面活性物質等物質中具有分離效果好、速度快和樣品回收率高等優點，在石油化工檢驗中具有重要意義。

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［2］蔡杰.液相色譜儀的操作及異常情況的原因分析［J］.養殖技術顧問，2011

［3］馬利花等.高效液相色譜測定變壓器油糠醛含量的方法及其影響因素［J］.潤滑油，2012