基于仪器分析技术在油品分析研究

基于仪器分析技术在油品分析研究

赵春荣

中国石化股份公司天津分公司化验计量部炼油化验站  天津  300270

摘 要：随着全球经济的一体化发展以及我国人口数量持续增长，能源需求量也在日益扩大。石油行业的发展迎来了新的机遇。由于石油产品所呈现的多样化、组分复杂化的特征，这就对油品分析提出了更高的要求。仪器分析作为油品分析的新型技术，能够对油品理化性质和组分进行测定，同时该技术对油品分析具有高精确度、高效率等特性，现今被广泛应用在原油分析及石油产品分析中。文章针对当前几种常见的仪器分析技术进行分析，通过油品分析技术的应用可以杜绝假冒、劣质油品的流通的同时，还相应提升了油品分析的效率，对规范石油产品市场环境健康、稳定的发展具有重大意义。

关键词：仪器分析；油品分析；技术应用

引言：

随着世界各国经济的快速发展，工业领域对于油品成分的分析越来越重要。油品成分分析技术可以用于石油化工、环保、贸易等众多领域，对于提高产品质量、保证生产环境、推进经济发展等方面都有着重要的作用。因此，开展基于仪器分析技术的油品分析研究也变得越来越重要。油品分析是油品质量监管的重要手段，对于打击假货油品和走私油品、促进油品市场健康发展等方面有着重要的意义。

一、仪器分析在油品分析中的意义

仪器分析技术是一种强大的工具，用于定量和定性分析油品中的化学成分和性质。在油品分析领域中，油品的组成、密度、粘度等物理和化学性质是影响其优劣的关键因素。仪器分析技术可以对这些参数进行准确的测量和分析，并提供快速、可靠的结果。

在油品质量控制方面，仪器分析技术可以用于监测油品的不同化学成分，以确保其符合规定的标准和生产要求。例如，颜色、异味、氧化稳定性等方面的指标可以使用光谱、质谱等技术进行分析，从而提高油品的质量和竞争力。此外，在环境保护和安全生产方面，仪器分析技术可以监测油品在环境中的分布和影响，预测和识别废弃油品是否含有有害物质，从而制定合理的处理方案并提高安全防范能力。对于油气管道的监测和安全防范，仪器分析技术可以提供准确、可靠和实时的数据，使人们能够迅速并准确地判断管道是否存在安全隐患。

因此，仪器分析技术在油品分析中具有重要的意义，不仅可以提高油品的质量和竞争力，还续全生产能力，具有广泛的应用前景和发展空间。

二、仪器分析的基本原理

仪器分析技术是一种利用仪器测量及分析样品中化学、物理性质的方法。在油品分析中，通常采用的仪器分析技术包括光谱、质谱、色谱、物理测试分析等。以色谱为例，其基本原理是利用各性质不同的成分在某种特定的载体上的分配程度不同，将样品分离，进而进行分析。常见的色谱技术包括气相色谱、液相色谱、离子色谱等。其中，气相色谱常用于分析石油中的烃类和有机化合物，而液相色谱则常用于分析石油中的杂质和其他成分。另一方面，光谱分析技术则是利用物质吸收或发射光的特点进行分析。石油中的基础有机化合物和杂质分子可以通过吸收或发射特定波长下的电磁辐射，在光谱学中得到分析。常用的光谱分析技术包括紫外-可见光谱、红外光谱、拉曼光谱等。质谱技术是一种分子结构分析方法，通过对分子离子分解质量和质量分子比的分析，可以推断出物质的分子结构和成分。在石油分析中，质谱技术可用微量元素。同时，常见的物理测试分析技术还包括表面张测试等。

三、仪器分析技术在油品分析的应用

（一）气相色谱法

气相色谱法是一种重要的分离与分析技术，在油品分析领域得到广泛应用。其基本原理是通过稳定液态载体中的样品分子插值行为进行分离。气相色谱法在油品分析领域的应用主要包括石油组分分析和污染物分析两个方面。在石油组分分析方面，气相色谱法可以高效分离不同组分的烃类物质和有机物，通过对物质的插值行为和某些物理化学性质的分析，可以判断和鉴定石油中相关有机物的结构和组分。在污染物分析方面，气相色谱法能够将复杂的杂质和污染物分离，并通过对样品的处理和分析得出污染物的种类和数量信息。

气相色谱法在油品分析领域的优势在于其分离效率高、灵敏度高、重复性好、适应性强等方面。但其也存在样品前处理较为复杂等劣势。因此，为了选择适合的油品分析方法样品进行预处理工作。

（二）液相色谱法（HPLC）

液相色谱法（HPLC）是一种常用的油品分析技术，它的原理是利用液相在高压下经过色谱柱分离各组分，进而实现油品成分分析和组分定量分析。HPLC仪器由色谱柱、控制器、检测器和进样器等四个部分组成。样品经过进样器后，在柱中的载体上分离，然后通过检测器检测出油品各种成分的信号。其中，液相色谱柱上的载体材料种类有很多，例如：C18、CN、NH2等。每一种不同的材料可以选择不同的柱温和流速等，提高分离的效果和分辨率。

液相色谱法在油品分析中具有许多优势，例如可以实现不同油品成分的高效分离和定量测量。操作简便，自动化程度高，适用于大批量的分析。所需材料和试剂相对较少，节约成本。使用不同的检测器，例如显色检测器、紫外检测器、荧光检测器等，来实现更好的检测效果和提高灵敏度。但是，液相色谱法的劣势也不可忽视，这种技术系统成本较高，样品前处理的条件相对较为严格，需要样品中除杂、络合剂去除等，而且受检测器的限制，不同的检测器对不同的油品成分可能有限制。

（三）全二维气相色谱法（GC×GC）

全二维气相色谱法（GC×GC）是一种在油品分析中广泛应用的技术，其原理是将两个不同的色谱柱进行串联分析，从而提高油品成分分析和组分定量分析的准确性和分辨率。GC×GC仪器由两个色谱柱和多个检测器（例如质谱检测器、火焰离子化检测器、荧光检测器等）组成。样品首先通过第一列色谱柱进行分离，然后在第二列柱中进一步分离，等待完成之后进入检测器进行检测，并将检测数据进行处理得到分离的成分信息。

全二维气相色谱法拥有更高的分离度和分辨率，可以检测出含量更低的物质成分，得到更精确的物质成分信息，并且可以对油品成分中的复杂物质进行更详细的定量分析，选用不同的检测器可以更全面地分析油品中的物质成分，对油品成分中的同分异构体和异构体进行良好的分离，得到更加准确的信息。不足之处在于全二维气相色谱法需要高级的仪器和操作技术，并且成本相对较高，且样品前处理条件更为严格，需要采用较为复杂的技术方法，例如萃取和衍生化反应等。

（四）近红外光谱技术

近红外光谱技术是一种非破坏性的、高效的光学分析方法，可以用于快速、准确地对油品中的化学成分进行分析。近红外光谱技术在油品分析中的应用可以实现油品成分的快速检测、质量控制、品种鉴定、和污染物的检测等。近红外光谱技术通过检测光谱信号中的吸收和反射信息，并与已知的标准光谱进行比对，从而确定油品中的组分含量。该技术具有样品制备简单，无需消耗试剂、高效、准确的优点。同时，由于近红外光谱具有强大的穿透力和特征光谱图谱，使得不同品种和不同来源的油品中化合物的含量得到快速检测和区分。

近年来，随着油品化学分析技术的不断创新和发展，基于近红外光谱技术的油品分析也得到了广泛的应用。比如，可以通过近红外光谱技术来检测柴油中的芳香烃、饱和烃、聚芳烃和溶剂油等成分，同时还可以对油品中的杂质物、氧化产品、水分等进行分析。

结束语：

在石油产品种类日趋多样化和组分日趋复杂化的背景下，油品分析的仪器分析技术也在不断发展，本文简要分析了几种常用的仪器分析技术，并探讨了其优缺点，旨在进一步促进仪器分析技术在油品分析中的应用和发展，从而提升油品分析质量。

参考文献：

[1]李新年，赵鹏程，杨宏伟，朱振磊.气相色谱技术在油品分析中的发展及应用[J].广州化工，2016（19）.

[2]千承辉，宋继斌，王天资等.基于多种方式的便携式油品质量分析仪器的研究[J].电子设计工程，2016（04）.