前言

餾程是衡量油品物理性質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)，測(cè)定油品餾程還用來(lái)對(duì)液體燃料進(jìn)行分類(lèi)，再結(jié)合燃油發(fā)動(dòng)機(jī)所需燃料的餾程選擇合適的油品，從而對(duì)油品的適用性進(jìn)行歸類(lèi)。 為了ZD化產(chǎn)品價(jià)值，精確的餾程數(shù)據(jù)至關(guān)重要。

ASTM D86是確定石油產(chǎn)品餾程的基本方法。但是在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，這種物理蒸餾的方法很難滿足需要。使用氣相色譜模擬蒸餾過(guò)程，來(lái)獲得沸點(diǎn)分布信息，該方法速度快、效率高、操作簡(jiǎn)便，同時(shí)具有良好的重復(fù)性。

Abstract

本應(yīng)用介紹了使用快速餾程分布分析儀計(jì)算油品餾程的方法，通過(guò)快速DHA分析和軟件建模擬合，將分析時(shí)間縮短至6min，提高了了分析效率的同時(shí)，保證了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和精密度。

ASTM D86作為基礎(chǔ)的物理蒸餾方法，目前在實(shí)施 過(guò)程中仍存在著一些缺點(diǎn)：

? 循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)：大多數(shù)情況下超過(guò)30分鐘，而實(shí) 驗(yàn)室和工廠要求更快的報(bào)告時(shí)間。 

? 樣品量要求大：樣品量太小可能會(huì)無(wú)法進(jìn)行測(cè)試， 而且100ml的樣品會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響。 

? 手動(dòng)操作：需要操作人員持續(xù)關(guān)注蒸餾情況，效率低。 

? 安全因素：在實(shí)驗(yàn)室對(duì)易燃樣品進(jìn)行物理蒸餾，不可避免具有一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。 

模擬蒸餾雖然被廣泛接受，但是卻無(wú)法提供餾分和產(chǎn)品的詳細(xì)組成。而傳統(tǒng)的DHA方法又花費(fèi)非常長(zhǎng)的時(shí)間。

快速餾程分布儀采用Fugacity-Film模型方法，基于菲克定律和亨利定律，20年前被S次提出，目前已經(jīng)被證實(shí)可以對(duì)TBP曲線進(jìn)行建模，且具有良好的相關(guān)性。

實(shí)驗(yàn)條件

儀器和試劑

儀器：使用配備了CP8400自動(dòng)進(jìn)樣器、分流/不分流進(jìn)樣口、FID氫火焰離子化檢測(cè)器的SCION 436GC氣相色譜儀進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。使用CompassCDS工作站結(jié) 合StillPeaks DHA to D86軟件進(jìn)行曲線擬合。

樣品：nC5-nC14 正構(gòu)烷烴校正標(biāo)樣，輕質(zhì)石腦油， 烷基化油品和汽油樣品 

氣相色譜條件

色譜柱           SCION WCOT 10m x 0.1mm x 0.2μm

進(jìn)樣口溫度    250 ℃ 

載氣              He

流量控制       恒壓模式，甲烷出峰時(shí)間，0.31min

分流比          600 : 1

升溫程序       初始35 ℃，保持0.65min； 

                     以100℃/min的速率升至45℃，保持0.75min； 

                     以100℃/min的速率升至60 ℃，保持0.75min；

                     以50℃/min的速率升至230 ℃，保持0.31min；

檢測(cè)器溫度    FID, 250 ℃

實(shí)驗(yàn)結(jié)果 

圖1至圖3為不同油品所得到的典型色譜圖以及擬合 出的實(shí)沸點(diǎn)(TBP)曲線。如圖所示，可以看出，僅用 6分鐘即可完成整個(gè)過(guò)程的分析，分析效果大大提高。

圖1. 石腦油油品的色譜圖和曲線擬合情況

圖2. 烷基化油油品的色譜圖和曲線擬合情況

圖3. 汽油油品的色譜圖和曲線擬合情況

準(zhǔn)確度和精密度 

為了驗(yàn)證該方法的準(zhǔn)確性，與傳統(tǒng)測(cè)定實(shí)沸點(diǎn)的結(jié)果 進(jìn)行比對(duì)。從圖4為石腦油樣品的圖(n=10)的相關(guān)性 結(jié)果可以看出，R²>0.999說(shuō)明本方法得到的擬合結(jié) 果與傳統(tǒng)測(cè)定法具有非常高的相似度。而其他樣品同 樣也得到了> 0.999的相關(guān)系數(shù)。

圖4. 本方法與傳統(tǒng)結(jié)果的擬合相關(guān)性情況

圖5. 石腦油樣品重復(fù)性結(jié)果(n=10)

此外，為了考察方法的精密度，對(duì)多個(gè)石腦油樣品進(jìn) 行了重復(fù)性測(cè)試，結(jié)果如圖5所示，兩倍標(biāo)準(zhǔn)差結(jié)果小于0.5℃，在接近終沸點(diǎn)時(shí)稍有增加（約為1℃）， 重復(fù)性結(jié)果優(yōu)異。

盡管目前仍需要更多的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)完成進(jìn)一步驗(yàn)證，但是與D86方法中所要求的精度相比，該方案具備更優(yōu)異的精密度。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

快速餾程分布分析儀為測(cè)定油品蒸餾數(shù)據(jù)提供了一種全新的解決方案，可替代傳統(tǒng)D86方法分析輕質(zhì)烴流。通過(guò)本應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出，與D86經(jīng)典物理蒸餾相比，快速餾程分布分析儀具有明顯的優(yōu)勢(shì)：

? 能夠得到與D86相似的數(shù)據(jù)

? 相比傳統(tǒng)D86方法，具有更快的分析速度和更短的分析周期（6min vs. 30min） 

? 更好的精密度

? 樣品量少，僅需要2mL

? 全自動(dòng)分析，通量提高10倍 

? 無(wú)安全隱

標(biāo)簽：氣相色譜儀SCION 436GC