氣相色譜在石油化工中的應用

胡瑚

(河北融洋安全檢測有限公司，河北 邯鄲 056000)

0 引言

隨著社會的迅猛發展，石油化工行業的競爭也隨之增強。因此，降低投入成本，節約資源消耗以及提升產品品質已經成為當前多數企業所關注的要點。同時，想要達成這一目標，就需要推動氣相色譜相應技術的不斷更新。就發展情況來講，已經從原本的填充柱發展到目前的毛細管氣相色譜，通過細內徑毛細管柱以及高性能色譜儀結合應用的分析系統已經得到全面使用。并且，石油化工行業也依據自身的真實需求，研發出更多的具有專業性的氣相色譜技術。

1 氣相色譜在石油化工氣體分析中的應用

石油在進行加工的過程中，會分離出不同種類的石化產品。其中，就包含不同的氣體成分[1]。如：O2、H2等。此外，因為石油中還包含著一些雜質，在分離時也會形成CO2、CO等。利用石油加工的形式分離出的氣體能夠當作多種合成反應中的有機原料。如，丙烯等。

1.1 烴類氣體分析

因為開展對石油的加工，會分離出不同的氣體，會產生在工業方面的價值。所以，其分析工作尤為關鍵[2]。目前，對于石油化工氣體的分析，主要采取全填充柱雙熱導檢測器等分析模式檢測。中石化公司結合當前的分析方式基礎之上，結合自身需要開發出一種新型的分析方法。具體來講，是通過結合氫火焰離子化檢測器與色譜柱，能夠開展對烴類氣體的有效分析與檢測，還能夠將其分離。這種新的分析模式有著獨有的載氣切換系統，能夠開展對不同氣體的有效檢測，也能以極快的速度進行切換。因此，在實際的使用中獲得廣泛的應用。

1.2 高純烴類氣體中的雜質分析

就當前真實情況分析，石油化工行業對于乙烯、丙烯等在純度要求上有著較高的標準。而且，在這些氣體之中總會出現甲醇[3]。但應用從前的色譜展開分析時，無法開展精準的測定，影響分析效果。石油企業應用了一種新的色譜柱，可以對乙烯、丙烯之中的甲醇含量深度分析。并且，利用此種方式檢測甲醇含量的精準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甲醇含量的檢測分析，其精準程度相較以往獲得明顯提高。同時，在實際操作中，也較為簡單，還能夠滿足相應的標準。

2 氣相色譜在汽油餾分中分析

在進行對石油的加工中，對于汽油的組分開展分析、檢測，可將汽油的產品品質大幅度的增強。

2.1 汽油烴類成分分析

目前，社會穩步發展，人們追求更高品質的生活，環保意識逐漸強化。現今，國家對于環保的要求漸漸提高，汽車在實際的行駛過程中，若是使用劣質的汽油，就會出現大量的污染物質，形成對環境的不良影響。所以，應該加大對汽油質量的有效把控。對于汽車所使用的汽油，采取檢測分析的方法是熒光指示劑吸附法。這一分析方式尤為實用。但是，卻也有著一定的不足，受多方面元素的制約。如，檢測試劑過長等。

當前，在我國的石油化工企業大多應用氣相色譜這一技術。通過此項技術可以達成對汽油之中烴類成分的有效分析。基本分析過程如圖1所示。通過圖1可知，汽油樣品在色譜柱中會依據其極性的差異，分為脂肪族以及芳香族化合物。前者可以進入到烯烴捕集阱，之后進行分離，得到飽和烴與烯烴。而后者會進入到檢測器中，開展更進一步的檢測與分析。此種方式和以前使用的熒光指示劑吸附這一方法比較，在檢測時長上會出現大幅度的降低，從而減少資金方面的投入。此外，此項技術獲得的最終分析結果精準度也得到有效提高。

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對于汽油之中的成分展開檢測，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，利用調節器使其聯合，因為分離原理的不同，可以實現對汽油成分的有效分離。當前，此項技術雖然可以通過調整溫度等達成二維這一層面的分離。但是，因在實際應用中調節器等方面的不足，導致其分離能力受到影響。

目前，多家石化企業嘗試對此項技術適當的優化，其中，石化企業就開展過合理的調整，成功實現對樣品的分析。此外，通過相關研究發現，以改性的聚乙二醇作為色譜柱，應用與之相應的最優分離條件，也能將芳烴產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可以減少汽油在燃燒后形成的CO。但是，若是這些物質偏多，也會出現與烴類化合物之間的分離。所以，需要展開對汽油中氧化物的檢測，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。利用此種方法將汽油中的醇類等物質深入檢測，也能隨時展開對最終結果的觀察。所以，此種方式的實用性也很強。

2.4 汽油硫化物成分分析

原油中，因為具有含硫化合物等雜質。所以，在實際的分餾中，也會存在硫化物。由于此種物質的出現，導致汽油在燃燒中形成污染物，危害發動機的工況，并造成大氣污染。因此，不能忽視對硫化物的檢測。目前，在分析與檢測此物質時，會將氣相色譜與選擇性檢測器共同使用。而且，也能得到精準的檢測結果。

3 模擬蒸餾

色譜進行蒸餾的模擬是利用色譜技術實現對經典的沸點蒸餾方式進行模擬，將不同類型的石油餾分的餾程精準測定。當前，通過色譜模擬蒸餾的形式其數據已經在石油的加工控制中進行有效應用，也用于原油調配方案的制定方面。通過此方法測定餾程，會得到精準的數據，分析的速度也很快，自動化水平也很高等，有著多方面的應用優勢。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試，明確正構烷烴混合物組分的保留時長，并在相同條件的情況下，結合試樣依據沸點進行分離。另外，也要開展切片積分，得到與之相對的累加面積以及時間。在表1中，明確列出柴油、汽油等不同餾分范圍中應用的方式。

表1 不同油的模擬蒸餾分析方法

4 結語

氣相色譜這一技術已經在石油化工領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，已經成功構建一個相對完善的分析系統，為石油化工行業的穩步發展提供技術檢測方面的有效保障。但是，依據目前情況分析，依舊需要繼續展開探究，在當前的分析能力基礎之上，進一步優化以及開發符合行業需要的氣相色譜的新的技術手段，對石油化工的產生過程控制提供一定的指導功效，進而加快生產效率，也提升產品品質。