TBP 750模拟蒸馏分析仪在石化领域中的应用
TBP 750模拟蒸馏分析仪在石化领域中的应用邓广勇
摘 要：TBP 750模拟蒸馏分析仪具有优良的性能，能够提供原油样品(从轻组分到渣油组分)的准确数据。利用仪器的系统配置还可以开发出其它适用于石化领域的分析方法，提高了仪器的利用率。<BR>关键词：模拟蒸馏 石化 碳数分布 正构烷烃含量
Applications of TBP 750 simulated distillation analyzer in petrochemical field
Deng Guangyong<BR>(Institute of Dalian Petrochemical Corporation, Dalian, 116032)
Abstrac：The TBP 750 simulated distillation analyzer can provide accurate data of components (light oils to residuals) of crude oils. Additionally, it can be used for determining carbon number distribution of wax, paraffin in petrochemical products, and varions hydrocarbons.▲
1 前 言<BR> TBP 750模拟蒸馏分析仪是AC(Analytical Controls)公司采用惠普仪器开发的模拟蒸馏专用分析仪。它可低温制冷并延续到很高温度，为分析应用提供了很宽的温度范围。分析仪用于原油模拟蒸馏，可提供原油样品(从轻组分到渣油组分)的准确数据。分析仪还可对轻瓦斯油(Light gas oil)、催化裂化(Fluid Catalytic Converters, FCC)原料油及渣油等进行模拟蒸馏分析。<BR> 为了充分发挥仪器的作用，我们利用这台仪器的系统配置，开发出诸如石蜡、柴油中正烷烃、裂解气中烃类组成的分析方法，扩大了仪器的应用范围。<BR> 该仪器现有的分析方法(包括原来的模拟蒸馏分析)以及开发出的分析方法，经过几年的实际应用，证明是准确可靠的，已在原油评价、出口石蜡质量分析(碳数分布)、环保测定及科研上发挥了较大的作用。
2 仪器系统配置<BR> TBP 750模拟蒸馏分析系统由以下部分组成：HP 5890Ⅱ气相色谱仪，AC PTV 程序升温进样器，HP 7673A 自动进样器，HP 3396积分仪，HP 9122 双磁盘驱动器，AC ACI 分析控制联接器，AC 软件。<BR> 所有的仪器系统组成部分都置于仪器网络(HP INET)中。仪器程序、信号数据、系统启动命令通过HP INET进行传送与接收。HP3396积分仪具有两种功能：一是整个系统的控制器，由它控制气相色谱检测器的恒定温度及进样器的程序升温；二是进行数据积分计算及产生报告。
3 模拟蒸馏分析应用<BR>3.1 色谱柱<BR> 分析仪在进行模拟蒸馏分析时采用了一种专门设计的长5m，内径0.53mm，外层涂铝的石英毛细管柱，固定相为非极性交联甲基硅酮，液模厚0.09μm。<BR>3.2 进 样<BR> 仪器进样方式有3种：不分流，直接，冷却技术。将样品用CS2稀释至重量百分比浓度为2%，使用自动进样器注射，通常注射样品体积为1.5μL。对于初馏点相当于nC8或更高的样品，进样器最初温度为100℃，柱箱温度为40℃。对于初馏点比nC8沸点低的样品，进样器最初温度为40℃，柱箱温度为－20℃。随着样品的注射，进样器程序升温到450℃，柱箱温度以每分钟10℃的线速率升到430℃，进样器温度在整个过程中始终高于柱箱温度。<BR>3.3 校 正<BR> 在分析中使用的正构烷烃校正标样是由两种样品混合而成的。第一种Polywax655是从nC18到nC100的偶碳数正构烷烃混合物。第二种是从nC6到nC18的偶碳数正构烷烃混合物(包括nC5)。图1是这种校正混合物的色谱图。
图1 正构烷烃校正混合物色谱图
3.4 检测系统<BR> 仪器使用氢火焰离子化检测器。检测器温度通过ACI分析控制联接器控制在450℃恒定温度。由于载气流量相对较大，检测器不需要补充气。<BR>3.5 计算方法<BR> 仪器提供了3种计算样品馏程的方法。第1种，扩大分析温度范围，使许多在其它分析系统中不能完全流出的样品全部流出，系统软件能检测出恢复至基线的样品信号，这种样品就以百分之百流出进行计算。第2种，分析一种全部流出色谱柱的参比油样(作为外标)，以提供样品重量与产生信号面积关系的校正因子。用校正因子比较样品重量与产生信号面积的关系，计算出样品流出部分的百分比。第3种，系统也接受指定的内标物，以内标法进行计算。<BR>3.6 测试结果<BR> 图2是一原油样品的色谱图。其馏程测定结果见表1。该原油样品的馏程测定结果是采用参比油样作外标进行计算获得的［1，2］。
图2 原油样品色谱图
<BR>4 其它分析应用<BR> TBP 750分析仪是模拟蒸馏分析专用仪器，但通过改变仪器系统的配置，以及对AC软件进行适当的修改，可扩展仪器的应用范围。下面介绍已建立的几种分析方法。<BR>4.1 石蜡碳数分布测定法<BR> 石蜡中正构烷烃含量及石蜡碳数分布是决定石蜡质量的关键因素。石蜡碳数分布测定在石化领域应用也很广泛，已经建立了一些有关的标准试验方法［3，4，5］。我们在分析仪上开发的测定方法能满足甚至较优于标准试验方法。<BR> 检测方法如下：将石蜡试样溶解于CS2或异辛烷溶剂中，用自动进样器注入，以一定的升温速率升温，试样组分按碳数顺序出峰，用氢火焰离子化检测器检测。加入纯正构烷烃定性，用面积归一化法给出定量结果。图3是石蜡试样的色谱图。
图3 石蜡样品色谱图
4.2 正构烷烃含量测定法<BR> 柴油及煤油中正构烷烃含量和碳数分布情况直接影响产品性能。在柴油裂解和洗涤剂合成等工艺过程中，正构烷烃含量是工艺控制的主要指标。我们在分析仪上开发的分析方法，经使用证明方法简便、准确，可以满足科研和生产需要。<BR> 定性、定量方法同石蜡碳数分布测定相同，只是因为分析物质不同，仪器条件的选择不同。在该方法中样品稀释所用溶剂只能是CS2。图4是柴油样品的色谱图。
图4 柴油样品色谱图<BR>色谱条件：30m×0.2mm非极性交联甲基硅酮色谱柱；检测器FID恒温450℃；<BR>柱程序升温：煤油样品10℃～200℃(5min)，升温速率3℃/min；紫油样品40℃～280℃(5min)，升温速率4℃/min；<BR>进样口程序升温：煤油样品40℃～450℃(始终高于柱温)；柴油样品100℃～450℃(始终高于柱温)；<BR>进样方式：柱上进样；载气：He 10mL/min
4.3 大口径毛细管柱分析法<BR> 对于0.53mm大口径毛细管柱的安装，当柱子伸入进样口内一定长度，柱子便被玻璃衬里的阻隔器挡住，此时上紧柱子即可。而对＜0.53mm的小口径毛细管柱的安装，因为阻隔器挡不住它，所以要特别注意柱子伸入进样口内的长度一定要合适。当柱子连接在检测器上时也存在同样的问题，柱子的连接尺寸一定要恰当，否则因为柱子口径小，载气流量低，而柱后又无补充气，会使分离度及灵敏度降低。<BR> 在分析仪上可连接任何固定相的0.53mm大口径毛细管柱，并且使用原配置的FID，能够建立很多合适的实验方法［6］。对于0.53mm大口径毛细管柱，可以选择柱上、直接及柱头等进样方式，选择何种进样方式取决于被分析物质。<BR> 我们在这方面作过的实验有：用30m×0.53mm交联SE－54石英毛细管柱测定苯乙烯杂质含量，测定多乙烯多胺组成；在此柱上采用制冷方法(初始温度为－30℃)，分析了裂解气中烃类组成；在这台仪器上连接50m×0.53mm Al2O3毛细管柱对裂解气中烃类组成进行了分析，并进行了两种方法的比较。
5 小 结<BR> TBP 750模拟蒸馏分析仪具有性能稳定，重现性好，洗脱终馏点高等许多优点。改变仪器系统的配置，还可以开发出若干种实用分析方法，扩展了仪器的使用范围。■
作者简介：邓广勇，男，高级工程师，主要从事微库仑、原子吸收光谱、气相色谱、元素仪等的分析应用研究和油品分析研究。<BR>作者单位：邓广勇(大连石油化工公司研究院，大连，116032)
参考文献：
［1］气相色谱石化应用文集(惠普公司)<BR>［2］AC TPB 750模拟蒸馏分析仪操作说明书<BR>［3］SH/T 0400－92石油化工行业标准<BR>［4］SH/T 0410－92石油化工行业标准<BR>［5］SH/T 0412－92石油化工行业标准<BR>［6］全国石油化工色谱学术报告会文集
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