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1064nm激光拉曼光譜儀在石油化工中的應(yīng)用

更新時(shí)間:2020-11-14      點(diǎn)擊次數(shù):1928

石油主要是碳?xì)浠衔铮刹煌奶細(xì)浠衔锘旌辖M成,組成石油的化學(xué)元素主要是碳(83% ~ 87%)、氫(11% ~ 14%),其余為硫(0.06% ~ 0.8%)、氮(0.02% ~ 1.7%)、氧(0.08% ~ 1.82%)及微量金屬元素(鎳、釩、鐵、銻等)。由碳和氫化合形成的烴類構(gòu)成石油的主要組成部分,約占95% ~ 99%,各種烴類按其結(jié)構(gòu)分為:烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴。 一般天然石油不含烯烴而二次加工產(chǎn)物中常含有數(shù)量不等的烯烴和炔烴。含硫、氧、氮的化合物對(duì)石油產(chǎn)品有害,在石油加工中應(yīng)盡量除去。拉曼光譜作為一種快速、非接觸式和無損的物質(zhì)成分檢測(cè)方式,在各品種石油成分組成、石油質(zhì)量監(jiān)測(cè)以及石油化工過程實(shí)時(shí)監(jiān)控中都具有廣泛的應(yīng)用。我們知道石油通常富含大量有機(jī)質(zhì),其具有很強(qiáng)的熒光作用,523nm、633nm以及785nm激發(fā)波長(zhǎng)拉曼光譜通常受到較強(qiáng)熒光的干擾無法得到很好的拉曼光譜特征峰。BaySpec公司采用的透射式體相位光柵技術(shù)(VPG),結(jié)合CCD和InGaSa探測(cè)器,通過特殊的光路設(shè)計(jì)使得色散型1064nm激發(fā)波長(zhǎng)拉曼光譜儀成為可能。BaySpec公司1064nm激發(fā)波長(zhǎng)拉曼光譜儀能夠抑制熒光,在石油化工鄰域具有更為廣泛的應(yīng)用。

1、分析石油烴類組成,快速有效的確定石油產(chǎn)品種類

石油產(chǎn)品主要由飽和鏈烷烴、烯烴、環(huán)烷烴、芳香烴以及各類添加劑調(diào)和而成。各類石油產(chǎn)品化學(xué)組成和含量有明顯的差異,導(dǎo)致其拉曼光譜特征不同,可以利用拉曼信號(hào)的特征峰,定性或者定量分析石油產(chǎn)品種類和各組分含量。我們知道各類石油的熒光效應(yīng)都很強(qiáng),532nm和785nm激發(fā)波長(zhǎng)的拉曼光譜儀很難得到有效的拉曼特征峰,BaySpec公司的1064nm激發(fā)波長(zhǎng)拉曼光譜儀屬于近紅外激發(fā)激光,可以抑制熒光,能夠快速有效的確定各種石油產(chǎn)品種類和各組分含量。

2、汽油、柴油、航煤等石油產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)

拉曼光譜對(duì)汽油、柴油、航煤等石油產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)在很早以前就就開始了,但是由于石油產(chǎn)品都有很強(qiáng)的熒光效應(yīng),前人通常用FT-Raman聯(lián)用技術(shù)對(duì)汽油、柴油、航煤等石油產(chǎn)品的RON、MON、抗暴指數(shù)、RVP、十六辛烷值,微量組分等質(zhì)量檢測(cè)指數(shù)進(jìn)行分析。BaySpec公司的1064nm和激發(fā)波長(zhǎng)拉曼光譜有很好的抑制熒光效果,能夠直接對(duì)各種燃料進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)分析,具有很好的快速檢測(cè)能力。

3、檢測(cè)和控制油品調(diào)和過程

激光器所發(fā)出的單色激發(fā)光經(jīng)光纖與拉曼探頭照射采樣管內(nèi)的待測(cè)液體,激發(fā)的拉曼散射光經(jīng)光纖探頭收集,由光纖傳輸?shù)焦饫w光譜儀進(jìn)行分光與模數(shù)轉(zhuǎn)換,后由計(jì)算機(jī)對(duì)拉曼光譜進(jìn)行預(yù)處理、分析模型計(jì)算,以獲得待測(cè)樣本相應(yīng)的組成含量與其他品質(zhì)指標(biāo),通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)對(duì)油品調(diào)和過程進(jìn)行控制。

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