油品檢測簡單來講就是使用一定的檢測技術(shù)，對石油產(chǎn)品的一系列理化參數(shù)，例如組成成分、單位體積的重量、蒸餾溫度區(qū)間、粘稠程度、硫元素的比重、腐蝕性、混雜物質(zhì)等，其中相對而言較為重要的是對于組成成分、混雜物質(zhì)以及硫元素比重的檢測。
石油產(chǎn)品多是有開采出來的原油通過多級的蒸餾，在不同溫度下凝結(jié)出來的混合物，這也是該類產(chǎn)品生產(chǎn)的主要技術(shù)。在原油的多級蒸餾過程中，原有的長鏈、大分子的物質(zhì)在溫度的作用下分裂開解成較短鏈的、小分子的成分，這些原油分裂產(chǎn)生的物質(zhì)具有各種的優(yōu)良性質(zhì)，比起原油來具有更好地應(yīng)用前途。例如可燃性以及燃燒放熱增加的成分可以用作油類燃料，流動性以及摩擦消除性得到顯著改善的可以用于潤滑產(chǎn)品的制備，在石油產(chǎn)品制備過程中殘留下來的難以分解的原油成分，由于其化學(xué)穩(wěn)定性好，且具有很好的物理性質(zhì)，則可以作為建筑類的基礎(chǔ)材料。然而，現(xiàn)階段的生產(chǎn)技術(shù)的限制決定了很難從原油中獲得組成成分單一的高純度的石油產(chǎn)品，因此該類產(chǎn)品的質(zhì)量主要是以所需物質(zhì)成分的所占比重作為評價指標(biāo)，因此，能否準(zhǔn)確檢測出產(chǎn)品中的物質(zhì)結(jié)構(gòu)以及各自含量便是衡量檢測技術(shù)優(yōu)劣的主要區(qū)分點(diǎn)。
儀器檢測技術(shù)由于多是對待測物質(zhì)的分子層面信息進(jìn)行收集，故檢測結(jié)果的準(zhǔn)確程度*，對于物質(zhì)組成的判定具有很好的針對性，而且可以根據(jù)回響值的大小，在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對物質(zhì)含量的測定。這些檢測優(yōu)勢使得該類技術(shù)在油品檢測中得到了廣泛的應(yīng)用，大大提高了檢測結(jié)果的可靠性。
在油品檢測中常用到的儀器檢測技術(shù)
中紅外光譜技術(shù)
(1)技術(shù)介紹
該技術(shù)的原理是利用物質(zhì)的微觀分子在化學(xué)鍵的收縮或者舒張運(yùn)動過程中，會對紅外光線產(chǎn)生吸收作用，根據(jù)物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)不同，所吸收的光線的類型也不盡相同，理論上每種分子結(jié)構(gòu)都會有其*的光線吸收性。在檢測中，使用特殊的發(fā)光組件，對待檢測物質(zhì)施加在一定范圍內(nèi)不斷變化光波長度的紅外光線，然后使用光學(xué)信號檢測接收裝置對照射過待檢測物質(zhì)后的透過光線進(jìn)行接收，并記錄、分析其性質(zhì)的變化，以此來反應(yīng)待檢測物質(zhì)對于光線的吸收特性，將此作為評價標(biāo)準(zhǔn)用來判斷物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，達(dá)到定性檢測的目的。
此外，光線吸收信號的強(qiáng)弱幅度與相應(yīng)待檢測物質(zhì)的含量具有明顯的正向關(guān)系，待檢測物質(zhì)的含量越高，對于光線的吸收量越大，反映在光線檢測接收器上的信號強(qiáng)度也就越大。也就是說，如果待檢測物質(zhì)的含量在檢測信號的線性反應(yīng)限度以內(nèi)，則可以通過規(guī)定待檢測物質(zhì)的含量獲得一系列的光學(xué)響應(yīng)信號，將光學(xué)響應(yīng)信號與規(guī)定的待檢測物質(zhì)含量之間做線性的回歸分析的得到二者之間的關(guān)系函數(shù)，就可以根據(jù)不定量待檢測物質(zhì)的響應(yīng)信號推算出物質(zhì)的含量，實(shí)現(xiàn)定量分析。
(2)技術(shù)應(yīng)用
*將該技術(shù)應(yīng)用于油品檢測的是戰(zhàn)爭時期的美國。在戰(zhàn)爭階段，為了滿足各類戰(zhàn)爭機(jī)械例如飛機(jī)、坦克對于燃油的巨大消耗，美國方除本國自產(chǎn)油料以外，對別國的石油燃料進(jìn)行了廣泛的采購，其中，有相當(dāng)一部分來自于發(fā)展技術(shù)相對較為落后的國家，因而其生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量難以得到很好地保證，質(zhì)量較差的燃油除了動力供給水平達(dá)不到機(jī)械驅(qū)動的要求以外，在生產(chǎn)過程中沒有除去的雜質(zhì)會在機(jī)械內(nèi)部進(jìn)行蓄積，影響其正常運(yùn)行。再加上戰(zhàn)爭的迫切需求，美國方急切地需要一種可以迅速鑒定油品質(zhì)量的分析技術(shù)。在這一背景下，美國西南研究機(jī)構(gòu)構(gòu)建了一種迅速準(zhǔn)確的燃料質(zhì)量測評體系，其主要組成部分便是中紅外光譜。由于該技術(shù)是對紅外的光學(xué)吸收信號進(jìn)行檢測，故檢測過程很快，可以在1-2min之內(nèi)完成。同時，其是對于微觀分子結(jié)構(gòu)層次的檢測，故而準(zhǔn)確性可以得到很好的保證，滿足了戰(zhàn)爭油品檢測需求。
美國對該技術(shù)的成功運(yùn)用引起了相關(guān)行業(yè)的廣泛關(guān)注。由于檢測結(jié)果需要專業(yè)性的分析處理，故為了進(jìn)一步提高檢測的效率，相關(guān)人員對相當(dāng)數(shù)量的油品樣本進(jìn)行中紅外光譜學(xué)的測試，并將測試結(jié)果進(jìn)行歸類、整理，構(gòu)建起完整的石油產(chǎn)品的紅外波譜數(shù)據(jù)庫，并將該數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入到儲存有測試結(jié)果的電腦終端中，再結(jié)合準(zhǔn)確的電子演算類比算法操作，使得實(shí)現(xiàn)了測試、鑒別一體化的檢測儀器。在使用該檢測儀器時，相關(guān)檢測只需完成待檢測油料樣品的制備與測試過程，所得的光譜測試結(jié)果可以通過專門的軟件與內(nèi)存的光譜數(shù)據(jù)庫進(jìn)行特征對比分析，在數(shù)據(jù)庫中的波譜與測試波譜的特征的相似程度滿足一定的要求時，便會將數(shù)據(jù)庫的波譜連帶相關(guān)信息一并導(dǎo)出，作為相關(guān)檢測人員判斷物質(zhì)結(jié)構(gòu)的參考依據(jù)。這一技術(shù)的應(yīng)用大大提高了油料中主要的物質(zhì)結(jié)構(gòu)的檢測效率，有效緩解了復(fù)雜波譜的解析工作帶來的壓力。在應(yīng)用過程中，相關(guān)人員使用該技術(shù)對某燃油進(jìn)行種類分析，發(fā)現(xiàn)其中包含了3-甲基己烷、4，5-二甲基辛烷、2，6-二甲基庚烷以及3-甲基戊烷，除此之外，其中的微量附加劑也可以檢測出來，檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性達(dá)92%-97%，但無法進(jìn)行含量的測定。
(3)技術(shù)不足
中紅外光譜技術(shù)在物質(zhì)結(jié)構(gòu)的解析方面確實(shí)具有很好的優(yōu)勢，但其檢測結(jié)果的呈現(xiàn)屬于一維的整體性呈現(xiàn)，其檢測結(jié)果的是反應(yīng)整個檢測樣品的光學(xué)吸收特征，而不是對樣品中各成分進(jìn)行分門別類的檢測，無法實(shí)現(xiàn)樣品的組分分離。
因此，該技術(shù)不能應(yīng)用于物質(zhì)組成過于復(fù)雜且各類物質(zhì)所占比重差異不大的樣品檢測中。對于油品檢測來說，就是對于石油產(chǎn)品的基本質(zhì)量具有一定的要求，待檢測物質(zhì)需要占據(jù)相當(dāng)程度的比重才可以使用該技術(shù)進(jìn)行檢測。這一缺陷就導(dǎo)致該技術(shù)更適用于高級石油產(chǎn)品的質(zhì)量檢測，在低級石油產(chǎn)品中的應(yīng)用較少。
質(zhì)譜技術(shù)
(1)技術(shù)介紹
質(zhì)譜技術(shù)顧名思義，就是對物質(zhì)的質(zhì)量進(jìn)行檢測的技術(shù)。與常規(guī)質(zhì)量檢測技術(shù)不同，該技術(shù)是對分子質(zhì)量的檢測，可以幫助物質(zhì)結(jié)構(gòu)的確定。該技術(shù)的原理是將待測樣品進(jìn)行汽化處理，將其由固態(tài)分子或者液態(tài)分子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)分子，使其從分子聚集粘合狀態(tài)分解為單分子飄散狀態(tài)，以滿足進(jìn)一步的分析要求。在物質(zhì)轉(zhuǎn)化為單分子狀態(tài)時，分子對于能量的接收性顯著提高，此時，相關(guān)組件對其發(fā)射高能量的電磁沖擊，當(dāng)分子承受的能量達(dá)到一定程度，與維持分子結(jié)構(gòu)的分子鍵能量達(dá)成共振，就會引發(fā)分子鍵由低能量開始，向高能量的逐級斷裂。斷裂后的分子碎片由于電荷平衡受到破壞而會由原來的不帶電變?yōu)閹д姾苫蛘邘ж?fù)電荷，具體帶電荷情況由儀器內(nèi)部相關(guān)組件施加的電磁沖擊的類型所決定。帶電荷的分子碎片在力場的驅(qū)動作用下繼續(xù)通過儀器管道，進(jìn)入磁性分離區(qū)域。
該區(qū)域利用帶電荷分子碎片在磁場中的圓周運(yùn)動情況與分子碎片的質(zhì)量、帶電荷的性質(zhì)之間的關(guān)系，分子碎片的質(zhì)量不同、帶電荷性質(zhì)不同，則其作圓周運(yùn)動的運(yùn)動參數(shù)例如半徑也不一致，在相應(yīng)位置設(shè)置分子碎片的接收組件，根據(jù)分子碎片的落點(diǎn)位置的不同對其質(zhì)量進(jìn)行逆向演算，即可準(zhǔn)確獲得物質(zhì)的分子質(zhì)量。
(2)技術(shù)應(yīng)用
質(zhì)譜技術(shù)可以進(jìn)行物質(zhì)的分子質(zhì)量測定，起初多是由化學(xué)合成人員對其合成分子的結(jié)構(gòu)的進(jìn)行檢測，在20世紀(jì)60年代開始，該技術(shù)被用于石油產(chǎn)品組成成分的檢測。相關(guān)人員使用該技術(shù)對石蠟進(jìn)行檢測，指認(rèn)出了其中包括C25H52、C27H56、C30H62、C32H66、C35H72在內(nèi)的多種成分，檢測靈敏度87%-99%，準(zhǔn)確性可達(dá)95%以上。該技術(shù)在石油檢測中較好的適用性更多是由石油產(chǎn)品的分子結(jié)構(gòu)特性所決定。石油產(chǎn)品的分子組成多為由的碳元素原子、氫元素原子通過單鍵、二鍵以及少數(shù)的三鍵所組成的鏈狀分子，該類分子的汽化溫度不高，可以很容易地實(shí)現(xiàn)氣態(tài)的轉(zhuǎn)化，滿足了質(zhì)譜分析的硬性要求。
此外，該類分子中的原子連接的化學(xué)鍵能量普遍低于其他混有吸電子性較高的元素，例如氮元素、氧元素的分子鍵，故而可以有效地實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分子的多級裂解，可以獲得豐富的分子斷裂碎片，對于分子結(jié)構(gòu)的確定具有積極意義。有相關(guān)人員結(jié)合傳統(tǒng)經(jīng)典的檢測方法對于質(zhì)譜分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性進(jìn)行考察，在低分子量的油品考察過程中，對于石油產(chǎn)品種類判斷的準(zhǔn)確性顯著高于傳統(tǒng)技術(shù)。
石油的物質(zhì)組成差異主要是在分子質(zhì)量方面。主要物質(zhì)的分子質(zhì)量集中在100-150區(qū)間內(nèi)的餾分其分子鍵容易斷裂釋放出能量，故適用于作為高級燃料如航空燃油來使用。主要物質(zhì)分子質(zhì)量集中在200-350之間的適用于作為低級燃料如發(fā)電廠燃料來使用。主要物質(zhì)分子質(zhì)量在350以上的，化學(xué)鍵難以斷裂，化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定，故多用于建筑材料如瀝青，亦或者可作為分解原料進(jìn)行二次裂解制備低分子的石油產(chǎn)品。故而，產(chǎn)品的分子質(zhì)量可以在一定程度上評價該產(chǎn)品是否符合使用要求。
(3)技術(shù)缺陷
與中紅外技術(shù)類似，該技術(shù)在檢測過程中同樣難以實(shí)現(xiàn)檢測樣品的物理分離，因此對于檢測樣品的基本質(zhì)量也有一定的要求，無法廣泛用于低級石油產(chǎn)品的檢測。
此外，在檢測石油產(chǎn)品特別是其中混有燃料類石油產(chǎn)品時，由于涉及到對樣品的汽化處理，不可以使用普通的加熱處理以避免引起爆炸事故，而要采用減壓汽化技術(shù)。而該技術(shù)有對于檢測樣品的物理性質(zhì)要求較高，對于分子質(zhì)量較高的成分可能無法在該條件下進(jìn)行氣態(tài)轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致檢測結(jié)果中缺失該類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息，造成結(jié)構(gòu)判斷不完整。而且使用減壓汽化技術(shù)的質(zhì)譜分析儀器價格相對而言更為昂貴，不利于普遍推廣。
聯(lián)合色譜技術(shù)
(1)技術(shù)介紹
與傳統(tǒng)的單一色譜技術(shù)不同，聯(lián)合色譜技術(shù)在保留其物質(zhì)分離功能的基礎(chǔ)上添加了物質(zhì)的結(jié)構(gòu)解析功能，可以實(shí)現(xiàn)全面的物質(zhì)檢測。分子結(jié)構(gòu)的差異會帶來分子極性上的差異，而分子極性的差異就會導(dǎo)致其與特定極性材料之間的吸附性方面的差異，體現(xiàn)在宏觀上就是不同的物質(zhì)分子在同一界面上的運(yùn)動速度產(chǎn)生梯度差異，由此實(shí)現(xiàn)了不同分子結(jié)構(gòu)物質(zhì)的分析效果，可以獲得較高純度的單一物質(zhì)。
同時，在物質(zhì)洗脫部位連接可以對物質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行測定的其他裝置，例如連接紫外檢測裝置，便可以根據(jù)洗脫物質(zhì)的紫外信號的強(qiáng)度進(jìn)行含量確定；連接質(zhì)譜儀則可以對洗脫物質(zhì)的分子質(zhì)量進(jìn)行測定，洗脫出來的物質(zhì)純度大多可以滿足其檢測要求，從而實(shí)現(xiàn)分離、檢測的一體化以及結(jié)構(gòu)、含量確定的一體化。
(2)技術(shù)應(yīng)用
聯(lián)合色譜技術(shù)屬于多種分析技術(shù)的融合產(chǎn)物，由于其具有多種分析儀器的優(yōu)點(diǎn)，并且很大程度上克服了檢測儀器對于檢測樣品的純度的限制，故而在諸多行業(yè)均得到了很好的使用。在石油產(chǎn)品檢測中，該技術(shù)首先會根據(jù)石油產(chǎn)品物質(zhì)分子之間的極性差異將其進(jìn)行高效率的分離。在洗脫出口處，外接的檢測裝置會進(jìn)行各類指標(biāo)的檢測，例如各洗脫成分的含量以及洗脫成分的結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)了對石油產(chǎn)品的全面分析。
在實(shí)際應(yīng)用過程中，有相關(guān)人員使用該技術(shù)對市場某汽油進(jìn)行品質(zhì)分析，對其種類以及含量均進(jìn)行了檢測。由檢測結(jié)果判斷出該類汽油中2-甲基庚烷占16.5%，3-甲基庚烷占18.1%，1，3-二甲基環(huán)己烷占19.1%，1-甲基-3-乙基環(huán)戊烷占3.8%，1-甲基-2-乙基環(huán)戊烷占5.6%，辛烷占27.5%，乙基環(huán)己烷占9.4%，檢測準(zhǔn)確性在98%以上。
(3)技術(shù)缺陷
與前兩種技術(shù)不同，聯(lián)合色譜技術(shù)的分析效果很大程度上取決于色譜柱的選擇，而由于石油產(chǎn)品的特性，多會造成對色譜柱內(nèi)填充材料的腐蝕性消耗，因此色譜很難實(shí)現(xiàn)長期反復(fù)利用，在更換樣品時需要同時進(jìn)行色譜柱的更換，而色譜柱的價格一般有比較昂貴，造成檢測成本的提高，不利于該技術(shù)的普遍推廣。由于涉及到石油產(chǎn)品的分離，故相比于前兩種檢測方法，在時間消耗方面表現(xiàn)出劣勢，不利于樣品的快速檢測。
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