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1064nm激光拉曼光谱仪在石油化工中的应用

点击次数:423 发布时间:2020-11-14

石油主要是碳氢化合物,它由不同的碳氢化合物混合组成,组成石油的化学元素主要是碳(83% ~ 87%)、氢(11% ~ 14%),其余为硫(0.06% ~ 0.8%)、氮(0.02% ~ 1.7%)、氧(0.08% ~ 1.82%)及微量金属元素(镍、钒、铁、锑等)。由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分,约占95% ~ 99%,各种烃类按其结构分为:烷烃、环烷烃、芳香烃。 一般天然石油不含烯烃而二次加工产物中常含有数量不等的烯烃和炔烃。含硫、氧、氮的化合物对石油产品有害,在石油加工中应尽量除去。拉曼光谱作为一种快速、非接触式和无损的物质成分检测方式,在各品种石油成分组成、石油质量监测以及石油化工过程实时监控中都具有广泛的应用。我们知道石油通常富含大量有机质,其具有很强的荧光作用,523nm、633nm以及785nm激发波长拉曼光谱通常受到较强荧光的干扰无法得到很好的拉曼光谱特征峰。BaySpec公司采用的透射式体相位光栅技术(VPG),结合CCD和InGaSa探测器,通过特殊的光路设计使得色散型1064nm激发波长拉曼光谱仪成为可能。BaySpec公司1064nm激发波长拉曼光谱仪能够抑制荧光,在石油化工邻域具有更为广泛的应用。

1、分析石油烃类组成,快速有效的确定石油产品种类

石油产品主要由饱和链烷烃、烯烃、环烷烃、芳香烃以及各类添加剂调和而成。各类石油产品化学组成和含量有明显的差异,导致其拉曼光谱特征不同,可以利用拉曼信号的特征峰,定性或者定量分析石油产品种类和各组分含量。我们知道各类石油的荧光效应都很强,532nm和785nm激发波长的拉曼光谱仪很难得到有效的拉曼特征峰,BaySpec公司的1064nm激发波长拉曼光谱仪属于近红外激发激光,可以抑制荧光,能够快速有效的确定各种石油产品种类和各组分含量。

2、汽油、柴油、航煤等石油产品的质量检测

拉曼光谱对汽油、柴油、航煤等石油产品质量检测在很早以前就就开始了,但是由于石油产品都有很强的荧光效应,前人通常用FT-Raman联用技术对汽油、柴油、航煤等石油产品的RON、MON、抗暴指数、RVP、十六辛烷值,微量组分等质量检测指数进行分析。BaySpec公司的1064nm和激发波长拉曼光谱有很好的抑制荧光效果,能够直接对各种燃料进行质量检测分析,具有很好的快速检测能力。

3、检测和控制油品调和过程

激光器所发出的单色激发光经光纤与拉曼探头照射采样管内的待测液体,激发的拉曼散射光经光纤探头收集,由光纤传输到光纤光谱仪进行分光与模数转换,后由计算机对拉曼光谱进行预处理、分析模型计算,以获得待测样本相应的组成含量与其他品质指标,通过实时监测对油品调和过程进行控制。

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