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[摘 要]本文首先对气相色谱分析技术原理与组成进行分析，并阐述其应用于石油化工分析中的优势，最后探讨石油化工分析中的气相色谱分析技术的具体应用，以供参考。
[关键词]石油化工分析；色相色谱分析技术；应用
中图分类号：O657.7；TQ630.72 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）25-0035-01
前言
气象色谱是一项用气体作为流动相的分离分析技术，其具有分离效率高、灵敏度与选择性高、分析速度快等优点，当前在石油化工行业得到了广泛的应用，其渗透到原有加工、生产把控、产品质量管控等各个环节当中，至今还有其他类型仪器能够取代其地位。
一、 气相色谱分析技术原理与组成
色谱法属于一种物理化学或物理分离方法，其按照流动相不同可划分为如下两种类型：气相色谱与液相色谱。其中，气体是气相色谱的流动相，该技术原理在于根据试样中各类组分在色谱柱流动相与固定相间的不同分配系数来进行分离，一旦试样跟着载气进到色谱柱，不同组分便会于两相间产生多次分配，让不同组分运行速度产生差别，通过特定柱长后，能够将不同组分进行有效分离，经过检测器后，色谱峰则是被放大的信号记录。气相色谱仪主要是由温度控制系统、进样系统、气路系统、监测记录系统等构成，而色谱柱则是有效分离各组分成功与否的关键。将各单组分分离后，其定量以及定性检测均在很大程度上受到检测器性能的影响，因此，可以看出检测系统与分离系统是气相色谱仪性能的核心内容。
二、 在石油化工分析中应用气相色谱分析技术的优势
（一） 具有较高的分离效率
通常情况下，一根长度为1-2m的色谱柱，其分离效率可达数千个理论塔板，而长度更长的色谱柱，其分离效率高达百万多个理论塔板，通过数次分配平衡，能够有效分离部分分配系数非常接近，且非常复杂、分离难度高的物质。
（二） 具有较高灵敏度与选择性
由于气相色谱分析中其采用的检测器具有极高的灵敏度，所以能够检测出需要细微物质。此外，其具有较强的分析能力，能够对旋光异构体、同位素以及烃类异构体等具有非常相似性质的物质进行分析。
（三） 具有极快的分析速度
一般情况下，分析一个试样的时间需要花费几分钟至几十分钟，而不少先进的色谱仪器均自带自动进样系统与微处理机，因此能够在短时间内处理数据与进行色谱操作。
三、 石油化工分析中的气相色谱分析技术的应用
（一） 石脑油的分析
在石油化工生产中，较为常用的一种化工原料就是石脑油，通常是由C4-C12构成，当前主要是采取一定长度毛细管柱来对其进行分析，此外，在定性定量分析芳烃、环烷、链烷等物质时，当前通常是采取专门的色谱软件，以确保其分析效果良好。通常情况下，要对石脑油单体烃进行分析以此需要耗费70min的时间。目前我国已经研制出13X分子筛不锈钢毛细管柱，当柱内温度达到180-430℃时，还需花费20min就能够分析出一个样品，并且可以将复杂的石脑油有效分离成同炭的链烷和环烷，从而大幅缩短了分析的实践。不过使用该方法需要对仪器进行持续升温，直至其达到430℃，但是受到外涂层材质的影响，石英毛细管不能长时间在超过300℃的环境下使用，因此只能够选择不锈钢毛细管，然而由于该种毛细管的表面没有经过钝化，所以一旦温度较高，便会分解柱内烷烃，对于在C8以上的烷烃则无法进行测试。在对石脑油PNA进行分析时，通常采取的是100m×0.2mm×0.5mm规格的色谱柱，先将其温度提升至28℃，持续时间为10min，接着按照每分钟升高3℃的频率逐步升高温度到240摄氏度，且控制进样器和皿温度也上升到此温度，并控制分流比在50：1。在对石脑油中芳烃进行分析时，同行混合芳烃出峰和链烷烃与环烷烃会大大增加定性与定量分析芳烃的难度，当前研制出强极性OV-275大口径毛细管柱，可以将苯在十一烷后出峰，且间隔10min进行分析以此，以便于能够对石脑油的芳烃进行快速、准确的分析。
（二） C1-C5烃类的分析
在天然氣中一项重要组成成分就是甲烷，其占据整体天然气的90%比重，而C2-C5烃类占的比重紧接其后，C5以上烃类比重较小。一般来说，都会对分析C1-C4的时间进行控制，确保其在30s以内，并采取0.6m的填充柱来进行；对于不超过C5的烷烃，其分析时间不得超过70S，以便于能够在钻探石油时可以更为及时、准确的获取钻探地层的信息。第一，分析石油裂解气。使用30m×0.53mm规格的Al203柱，先将其温度升高至40℃，且持续3min，接着按照每分钟升高10℃的频率逐步升高温度到200℃，并维持该温度10min，此后将进样器和FID两个温度提高至此温度，以将乙烯、丙烯、反丁烯等烯烃产物切实分离出来，有利于企业定量分析的准确开展。第二，分析石油液化气与二甲醚。相较于石油液化气来说，二甲醚价格要便宜得多，且其属于可再生，绿色环保能源，因此当前市面上已有二甲醚销售，且国际上也出台了对二甲醚分析有关的标准。当前主要采取的是30m×0.53mm规格的Al203的毛细管柱来分析石油液化气与二甲醚，先将其温度升高至80℃，且持续20min，接着按照每分钟升高10℃的频率逐步升高温度到200℃，并维持该温度10min，以达到将二者有效分离的目的。不过由于所使用的毛细管柱有拖尾的情况出现，所以还要不断进行改进与优化。第三，分析石油液化气、天然气与人工煤气。在对这三种气体进行分析时，因为其都具有烃类以及永久性气体的特点，所以可以采取有关规范来同时对其检测。如若对其进行单独分析，则在分析过程中至少要使用4台色谱仪来进行。但是利用其所具有的共同特点，仅需使用2台色谱仪就能够对其进行分析，有效较少所使用仪器的数量。其中一台色谱仪用来分析烃类，一台则用来分析永久性气体。值得一提是，在分析永久性气体时还需增加反吹。
四、 结束语
总的来说，气相色谱分析技术的高效率与高灵敏度可以有效满足石油化工生产发展的需求，将其应用到石油化工分析当中具有极为积极的现实意义，但是在实际应用过程中，还需要不断提升其技术水平，从而确保部分特定专属需求得到满足，推动石油化工更好更快的发展。
参考文献
[1] 李庆敏. 气相色谱技术在化验分析检测工作中的应用[J]. 军民两用技术与产品， 2015（4）.
[2] 侯敏娜， 沙泥亚木&#；阿不都热依木. 化工气相色谱技术的研究与应用初探[J]. 化工管理， 2017（23）：219-219.
[3] 沈晶晶. 气相色谱技术在石化分析中的应用进展[J]. 广州化工， 2015（5）：49-51.
[关键词]石油化工分析；色相色谱分析技术；应用
中图分类号：O657.7；TQ630.72 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）25-0035-01
前言
气象色谱是一项用气体作为流动相的分离分析技术，其具有分离效率高、灵敏度与选择性高、分析速度快等优点，当前在石油化工行业得到了广泛的应用，其渗透到原有加工、生产把控、产品质量管控等各个环节当中，至今还有其他类型仪器能够取代其地位。
一、 气相色谱分析技术原理与组成
色谱法属于一种物理化学或物理分离方法，其按照流动相不同可划分为如下两种类型：气相色谱与液相色谱。其中，气体是气相色谱的流动相，该技术原理在于根据试样中各类组分在色谱柱流动相与固定相间的不同分配系数来进行分离，一旦试样跟着载气进到色谱柱，不同组分便会于两相间产生多次分配，让不同组分运行速度产生差别，通过特定柱长后，能够将不同组分进行有效分离，经过检测器后，色谱峰则是被放大的信号记录。气相色谱仪主要是由温度控制系统、进样系统、气路系统、监测记录系统等构成，而色谱柱则是有效分离各组分成功与否的关键。将各单组分分离后，其定量以及定性检测均在很大程度上受到检测器性能的影响，因此，可以看出检测系统与分离系统是气相色谱仪性能的核心内容。
二、 在石油化工分析中应用气相色谱分析技术的优势
（一） 具有较高的分离效率
通常情况下，一根长度为1-2m的色谱柱，其分离效率可达数千个理论塔板，而长度更长的色谱柱，其分离效率高达百万多个理论塔板，通过数次分配平衡，能够有效分离部分分配系数非常接近，且非常复杂、分离难度高的物质。
（二） 具有较高灵敏度与选择性
由于气相色谱分析中其采用的检测器具有极高的灵敏度，所以能够检测出需要细微物质。此外，其具有较强的分析能力，能够对旋光异构体、同位素以及烃类异构体等具有非常相似性质的物质进行分析。
（三） 具有极快的分析速度
一般情况下，分析一个试样的时间需要花费几分钟至几十分钟，而不少先进的色谱仪器均自带自动进样系统与微处理机，因此能够在短时间内处理数据与进行色谱操作。
三、 石油化工分析中的气相色谱分析技术的应用
（一） 石脑油的分析
在石油化工生产中，较为常用的一种化工原料就是石脑油，通常是由C4-C12构成，当前主要是采取一定长度毛细管柱来对其进行分析，此外，在定性定量分析芳烃、环烷、链烷等物质时，当前通常是采取专门的色谱软件，以确保其分析效果良好。通常情况下，要对石脑油单体烃进行分析以此需要耗费70min的时间。目前我国已经研制出13X分子筛不锈钢毛细管柱，当柱内温度达到180-430℃时，还需花费20min就能够分析出一个样品，并且可以将复杂的石脑油有效分离成同炭的链烷和环烷，从而大幅缩短了分析的实践。不过使用该方法需要对仪器进行持续升温，直至其达到430℃，但是受到外涂层材质的影响，石英毛细管不能长时间在超过300℃的环境下使用，因此只能够选择不锈钢毛细管，然而由于该种毛细管的表面没有经过钝化，所以一旦温度较高，便会分解柱内烷烃，对于在C8以上的烷烃则无法进行测试。在对石脑油PNA进行分析时，通常采取的是100m×0.2mm×0.5mm规格的色谱柱，先将其温度提升至28℃，持续时间为10min，接着按照每分钟升高3℃的频率逐步升高温度到240摄氏度，且控制进样器和皿温度也上升到此温度，并控制分流比在50：1。在对石脑油中芳烃进行分析时，同行混合芳烃出峰和链烷烃与环烷烃会大大增加定性与定量分析芳烃的难度，当前研制出强极性OV-275大口径毛细管柱，可以将苯在十一烷后出峰，且间隔10min进行分析以此，以便于能够对石脑油的芳烃进行快速、准确的分析。
（二） C1-C5烃类的分析
在天然氣中一项重要组成成分就是甲烷，其占据整体天然气的90%比重，而C2-C5烃类占的比重紧接其后，C5以上烃类比重较小。一般来说，都会对分析C1-C4的时间进行控制，确保其在30s以内，并采取0.6m的填充柱来进行；对于不超过C5的烷烃，其分析时间不得超过70S，以便于能够在钻探石油时可以更为及时、准确的获取钻探地层的信息。第一，分析石油裂解气。使用30m×0.53mm规格的Al203柱，先将其温度升高至40℃，且持续3min，接着按照每分钟升高10℃的频率逐步升高温度到200℃，并维持该温度10min，此后将进样器和FID两个温度提高至此温度，以将乙烯、丙烯、反丁烯等烯烃产物切实分离出来，有利于企业定量分析的准确开展。第二，分析石油液化气与二甲醚。相较于石油液化气来说，二甲醚价格要便宜得多，且其属于可再生，绿色环保能源，因此当前市面上已有二甲醚销售，且国际上也出台了对二甲醚分析有关的标准。当前主要采取的是30m×0.53mm规格的Al203的毛细管柱来分析石油液化气与二甲醚，先将其温度升高至80℃，且持续20min，接着按照每分钟升高10℃的频率逐步升高温度到200℃，并维持该温度10min，以达到将二者有效分离的目的。不过由于所使用的毛细管柱有拖尾的情况出现，所以还要不断进行改进与优化。第三，分析石油液化气、天然气与人工煤气。在对这三种气体进行分析时，因为其都具有烃类以及永久性气体的特点，所以可以采取有关规范来同时对其检测。如若对其进行单独分析，则在分析过程中至少要使用4台色谱仪来进行。但是利用其所具有的共同特点，仅需使用2台色谱仪就能够对其进行分析，有效较少所使用仪器的数量。其中一台色谱仪用来分析烃类，一台则用来分析永久性气体。值得一提是，在分析永久性气体时还需增加反吹。
四、 结束语
总的来说，气相色谱分析技术的高效率与高灵敏度可以有效满足石油化工生产发展的需求，将其应用到石油化工分析当中具有极为积极的现实意义，但是在实际应用过程中，还需要不断提升其技术水平，从而确保部分特定专属需求得到满足，推动石油化工更好更快的发展。
参考文献
[1] 李庆敏. 气相色谱技术在化验分析检测工作中的应用[J]. 军民两用技术与产品， 2015（4）.
[2] 侯敏娜， 沙泥亚木&#；阿不都热依木. 化工气相色谱技术的研究与应用初探[J]. 化工管理， 2017（23）：219-219.
[3] 沈晶晶. 气相色谱技术在石化分析中的应用进展[J]. 广州化工， 2015（5）：49-51.