色譜法測(cè)定水中油的方法研究

周靖東 馬增東 張雁東 陳 露 賀 磊

(陜西延長(zhǎng)中煤榆林能源化工有限公司 質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，榆林 718500)

我公司各生產(chǎn)裝置在生產(chǎn)及檢修過程中循環(huán)冷卻水、工藝凝液等經(jīng)常因有油介質(zhì)泄漏而受到嚴(yán)重?fù)p害。常規(guī)查漏方法需要消耗大量的人力、物力、財(cái)力，并且根據(jù)常規(guī)檢測(cè)水中油來判斷泄漏源具有一定的局限性，特別是微量泄漏有時(shí)候會(huì)持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間都查不出泄漏源[1]。為了解決此問題，并能及時(shí)有效進(jìn)行判斷泄漏源，我們采用譜圖比對(duì)方法進(jìn)行鑒定，我公司各生產(chǎn)裝置可能會(huì)泄漏的油介質(zhì)有裂解輕油、粗石腦油、重石腦油、混合C5、MTBE等，其物理、化學(xué)性質(zhì)存在一定差異，每種介質(zhì)可通過氣相色譜法分析得到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)譜圖。若循環(huán)水、工藝凝液中有油介質(zhì)泄漏，可在相同的氣相色譜條件下對(duì)水樣進(jìn)行色譜分析，得到相應(yīng)的譜圖，水樣譜圖和所建立的標(biāo)準(zhǔn)譜圖指紋庫(kù)進(jìn)行指紋比對(duì)，根據(jù)出峰時(shí)間、特征峰是否一致，確定發(fā)生泄漏介質(zhì)，發(fā)現(xiàn)泄漏源并及時(shí)進(jìn)行堵漏，將危害降到最低限度[2-4]。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器和樣品

儀器:GC-7890B氣相色譜儀，F(xiàn)ID檢測(cè)器，自動(dòng)進(jìn)樣器；DB-1(50m×530μm×5μm)毛細(xì)管柱；500mL玻璃取樣品；DCC裝置粗、重石腦油；DCC裝置裂解輕油；DCC、DMTO裝置混合碳五。

1.2 氣相色譜條件

氣化室溫度：250℃；檢測(cè)器溫度：250℃；程序升溫：初始溫度35℃保持0min，再以4℃/min升溫至240℃保持18min；載氣為高純氮?dú)?99.999%)，總流量為129mL/min,分流進(jìn)樣，分流流量為120mL/min，柱流量為6mL/min；進(jìn)樣量為1μL 。

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟

采樣：按相關(guān)規(guī)定采取DCC裝置粗、重石腦油；DCC裝置裂解輕油；DCC、DMTO裝置混合C5；樣品貯存于500mL玻璃瓶中。

測(cè)定：取1μL油品進(jìn)色譜分析，重復(fù)測(cè)定兩次，記錄油品標(biāo)準(zhǔn)譜圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 進(jìn)樣方式的選擇

氣相色譜分析中,要求液體樣品的進(jìn)樣量較少，而且進(jìn)樣需要準(zhǔn)確、快速,并有較高的重現(xiàn)性。但在日常的氣相色譜分析中，特別是對(duì)于毛細(xì)管氣相色譜來說，液體樣品的進(jìn)樣常常會(huì)有一些問題產(chǎn)生。只有使用高效、可靠的進(jìn)樣系統(tǒng)才能解決這些問題。本試驗(yàn)采用分流進(jìn)樣和不分流進(jìn)樣進(jìn)行對(duì)比，選擇不分流進(jìn)樣時(shí)，早流出組分的峰被后流出含量較高組分峰掩蓋，發(fā)生拖尾現(xiàn)象。若采用分流進(jìn)樣可以消除高含量組分峰拖尾，每個(gè)組分都有較好的分離效果。所以本試驗(yàn)采用分流進(jìn)樣的方式。

另外，相同進(jìn)樣量，手動(dòng)進(jìn)樣方式和自動(dòng)進(jìn)樣方式也有差別，通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)手動(dòng)進(jìn)樣檢測(cè)結(jié)果重現(xiàn)性較差，而自動(dòng)進(jìn)樣檢測(cè)結(jié)果較手動(dòng)進(jìn)樣的重現(xiàn)性好的多，所以試驗(yàn)選用自動(dòng)進(jìn)樣方式。

2.2 柱箱溫度的選擇

柱溫的確定主要由樣品的復(fù)雜程度和汽化溫度決定。原則是既要保證待測(cè)物的完全分離，又要保證所有組分能流出色譜柱，且分析時(shí)間越短越好。根據(jù)油品種類，在試驗(yàn)的過程中最終確定3種程序升溫過程，第一種：200℃恒溫28min；第二種：初溫35℃保持10min，再以4℃/min升溫到240℃保持20min；第三種：初溫35℃以4℃/min升溫到240℃保持18min。通過3種程序升溫條件的實(shí)驗(yàn)比較，第一種分析時(shí)間較短，但分析效果較差；第二種分析效果好但分析時(shí)間較長(zhǎng)；第三種分離效果好并且分析時(shí)間相對(duì)較短。因此本試驗(yàn)選用第三種程序升溫方式。

2.3 模擬驗(yàn)證試驗(yàn)

利用標(biāo)準(zhǔn)我公司生產(chǎn)油樣進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，模擬現(xiàn)場(chǎng)介質(zhì)發(fā)生泄漏，將油介質(zhì)溶于現(xiàn)場(chǎng)所取的工藝凝液及循環(huán)水中，在相同的氣相色譜條件下對(duì)水樣進(jìn)行色譜分析，然后進(jìn)行譜圖對(duì)比，對(duì)比圖見圖1～圖5，油介質(zhì)和水樣的譜圖特征峰及出峰時(shí)間基本能一一對(duì)應(yīng)。

圖1 粗石腦油(a).粗石腦油標(biāo)準(zhǔn)譜圖；(b). 模擬含粗石腦油模擬水樣譜圖

圖2 重石腦油(a). 重石腦油標(biāo)準(zhǔn)譜圖；(b).模擬含重石腦油水樣譜圖

圖3 裂解輕油(a).裂解輕油標(biāo)準(zhǔn)譜圖；(b).模擬含裂解輕油水樣譜圖

圖4 DMTO碳五(a). DMTO碳五標(biāo)準(zhǔn)譜圖；(b).模擬含DMTO碳五水樣譜圖

圖5 DCC碳五(a). DCC碳五標(biāo)準(zhǔn)譜圖；(b) 模擬含DCC碳五水樣譜圖

3 結(jié)論

采用氣相色譜分析技術(shù)進(jìn)行工藝凝液和循環(huán)水中低含量泄漏油品的檢測(cè)方法具有快速、準(zhǔn)確等特點(diǎn)，應(yīng)用于鑒定泄漏入工藝凝液和循環(huán)水中的油種類，并能迅速查出泄漏源，可將油介質(zhì)泄漏給工藝凝液和循環(huán)水系統(tǒng)造成的危害將至最低。