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色谱技术在石油化工产品分析中的应用

发表时间：2020/10/10 来源：《基层建设》2020年第17期作者：盛金锋

[导读] 摘要：石油化工已成为化学工业中的基础工业，在国民经济中占有重要地位。

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        摘要：石油化工已成为化学工业中的基础工业，在国民经济中占有重要地位。石油化工产品繁多复杂，在众多的分析方法中，色谱以其技术成熟、易掌握、分析灵敏度高、分离效能高、选择性高、检出限低、样品用量少、方便快捷等特点和优势，已被广泛应用于现代石油化工产品分析中。从石油开采、炼制到产品质量控制的整个过程中都离不开色谱。
        本课题通过查阅相关的文献资料，对资料进行归纳整理，介绍了色谱技术的发展、分离原理及分类等基础知识。重点阐述了色谱技术在石油化工产品分析领域中的应用现状与可能的发展趋势，内容涉及各种液相色谱、气相色谱、超临界流体色谱法及各种分析方法的联用技术。
        关键词：石油化工色谱技术分析分离
        引言
        石油化工产品的种类繁多，主要原料有情性气体、腐蚀性气体和低级烃类化合物。这些气体成份的分析，过去曾用电化学、光学、磁学等方法，现在大部分都已采用色谱方法。色谱类型很多，一般按照流动相的状态分为气相色谱和液相色谱。液相色谱（LC）技术近几十年来发展迅速，尤其是高效液相色谱（HPLC），因其具有高效、快速的分离能力和高灵敏度的分析能力而广泛应用于生物医药、石油化工、食品、环保和检验检疫等多个领域，成为最为活跃的分析技术之一。从石油开采、炼制到产品质量控制的整个过程中都离不开色谱，其中针对饱和烃、简单芳烃类和永久性气体分析，气相色谱（GC）的应用已众所周知，而对于更宽沸点范围的饱和烃、稠环芳烃、胶质、沥青质等复杂混合物的分析，LC则因其较强的适应性，逐渐成为不可替代的分析手段。近几年来，HPLC在油品分析，尤其是在石油中多环芳烃、重质烃的测定方面取得了突破性的进展。
        色谱的分类
        色谱法有很多种类型，从不同的角度出发，分类方法也不同。
        按两相物理状态分类：流动相为气相者称为气相色谱，流动相为液体者称为液相色谱。固定相也有两种状态，因而气相色谱进一步分为气—固色谱、气—液色谱；液相色谱分为液—固色谱、液—液色谱。
        按固定相装载或操作形式分类：柱色谱、纸色谱、薄层色谱。
        按层析过程固定相得作用机理分类：吸附色谱法、分配色谱法、离子交换色谱法、凝胶色谱法、凝胶渗透色谱法、离子色谱法、亲和色谱等。
        按色谱技术分类：为提高组分的分离效能和高选择性，采取了许多技术措施，根据这些色谱技术的性质不同而形成的色谱分类法。例如，程序升温气相色谱法、反应气相色谱法、裂解气相色谱法、顶空气相色谱法、毛细管气相色谱法、多维气相色谱法、制备色谱法等七种方法。
        按色谱动力学分类：根据流动相洗脱的动力学过程不同而进行分类的色谱法，例如，冲洗色谱法、顶替色谱法和迎头色谱法等
        在石油化工中常用的色谱技术
        1 液相色谱
        石油化工主要由石油炼制、化肥、化纤、合成橡胶和合成塑料等行业组成。随着这些行业的发展，色谱在这些行业中的应用也得到了飞速的发展。目前在科研和生产中用于原油、燃料油、煤焦油、化工原料等的化学族组成分离方法主要有经典柱色谱（LC）法、气相色谱（GC）法、薄层色谱（TLC）法、高效液相色谱（HPLC）法和凝胶色谱（GPC）、毛细管液相色谱、毛细管离子色谱、多维气相色谱法等。
        2 气相色谱法
        气相色谱法是20世纪中期发展起来的一种高效分离分析技术，适用于分析一些沸点低、易挥发、而且热稳定性好的物质，具有分离效能高、试样用量少、分析速度快、易于实现仪器的自动化等优点。在测定高沸点、热稳定性差的化合物时，需要先对化合物进行衍生化处理。

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随着科学技术的发展，气相色谱已经到了与新分析技术以及计算机联用的新阶段，使物质的定性、定量分析达到了一个新的水平。其中应用最广的是气相色谱和质谱联用（GC—MS）和裂解气相色谱（PGC）。PGC对于一些结构复杂、极性强和难挥发的大分子有机化合物能快速加热，使之迅速生许多可挥发的裂解产物，其用样量少、分析速度快、分离效率高。
        3超临界流体色谱法
        随着对石油产品理化性质要求的不断提高，迫切地需要一种新的方法来对其进行分析，而超临界流体色谱（supercritical fluid chromatography，简称SFC）作为气相色谱和高效液相色谱的有力补充，可以将其分析范围扩大，因此已作为一种分析手段得到了广泛的应用。在石油化工领域，SFC作为一种高效的分离分析手段，已日益得到了越来越多的重视和应用。
        结论
        在石油化工产品分析中色谱法以其高速、高效、高灵敏度、应用范围广、所需试样量少、操作自动化等优点逐渐取代了以往的分析方法，已经成为石油化工行业的主要分析手段。
        高效液相色谱法具有分离效率高，选择性好，分析灵敏度高，操作自动化，应用范围广等优点；其缺点是：分析成本高，液相色谱仪价格及日常维护费用贵，分析时间一般比气相长，在高沸点重质油类化合物族组成分离分析方面有独到的优势。
        气相色谱法分离效率高，分析速度快，样品用量少和分析灵敏度高，选择性好，可分离、分析恒沸混合物，沸点相近的物质，应用范围广等。主要缺点是：在对组分直接进行定性分析时，必须用已知物或已知数据与相应的色谱峰进行对比，或与其他方法（如质谱、光谱）联用，才能获得直接肯定的结果。在定量分析时，常需要用已知物纯样品对分析后输出的信号进行校正。毛细管柱其有具有高效、快速、吸附、使用寿命长及催化性小的特点，但其缺点是柱容量相对较小，污染后相对较难处理。棒状薄层色谱和氢焰离子化分析器联用（TLC-FID）使用的溶剂和样品较少，分析时间短，精密度好，不需要预先分离极性大的化合物，因此有很好的发展前景。
        目前，TLC-ID 的应用主要是分析重油的族组成。柱液体色谱具有分辨率高、分离程度高、回收率高和平行偏差小、用量少的特点.是一个较先进，适于大量测定沥青类产品族组成的较佳方法，也是可以联合其他分析仪器进行深入表征沥青的有效分离方法。多维气相色谱是近年来发展较为迅速的一种色谱分离技术，其高分辨、高效、高峰容量以及易与质谱等其他技术联用等优势正成为研究应用的热点.使用多维气相色谱法可对样品中的有机、无机微量组份进行同时测定，自动化程度高，分析限低，采用并联方式在分析限、精密度方面更有利于微量及痕量分析。多维GC应用于复杂混合物的分离。全二维气相色谱分析技术的特点：灵敏度高；分辨率高、峰容量大；分析时间短、工作效率高；定性分析可靠性显著增强；由于系统能提供高峰容量和好分辨率。
        本文结合了近年来国内外分析工作者对色谱技术在石化产品检验中的分析方法的研究进行综述。
        参考文献：
        [1]关婕.色谱技术的发展与动向[J].综述，1998，18（4）：239-242
        [2]石影，訾言勤.定量化学分离方法[M].中国矿业大学出版社：104
        [3]梁汉昌，色谱技术在石化分析中的应用[M]，石油化工：542-545
        [4]赵清铁，高效液相色谱分析[J].品牌与标准化，2011
        [5]吴嫡，齐邦峰，程仲芊.超临界流体色谱在石化产品分析中的应用[J].化学分析计量，2008，17（5）：74-77
        [6]丁洪生，孙兆林，张晓彤.毛细管气相色谱法分析轻烃族组成[J]，石油化工高等学校学     报，2004.1 7（4）：9-11
        [7]陆海萍.多维气相色谱法测定石脑油族组成[J].石化技术与应用，2011，29（5）：457-461