基于拉曼光谱技术在石油化工领域应用研究

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1、基于拉曼光谱技术在石油化工领域应用研究[摘要]近年来，我国社会经济已经进入全面发展时期，各行各业对石油资源的需求量逐渐增加，给石油化工企业的发展带来了新的机遇。就目前我国石油产品质量而言，由于受到诸多因素的影响，使其存在一些问题，严重制约着石油质量的提高，进而影响着社会各方面的生产生活。为切实提高石油化工产业的核心竞争力，确保石油产品的质量，企业应引入先进的检测技术，为石油产品质量提供强有力的理论依据。拉曼光谱技术是物质一种分子光谱，能轻松的获取物质结构和官能团信息，已在石油化工行业得到了广泛的应用。[关键词]拉曼光谱技术；石油化工；应用中图分类号：TG308文

2、献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）35-0253-01一引言6拉曼光谱是一种散射光谱，其作为物质结构的分析测试手段被广泛的应用。随着科学技术的进步与发展，拉曼光谱技术已经应用于石油、化工、材料、生物、环保、地质等领域，为相关行业的发展提供了更多分子结构方面的信息。结合化学计量学，拉曼光谱技术广泛的应用于石油产品组成分析、燃料质量指标测定、输油管线油品监控等方面，因其具有分析速度快、操作简单、结果准确、不破坏样品等有点，在石油化工行业取得了不错的成效，具有广阔的市场发展空间。本文就拉曼光谱技术在石油化工领域中的应用进行了简单分析，从而更好的确保石

3、油产品的质量，促进石油化工企业健康、可持续发展。二拉曼光谱技术的特点近年来，我国科学技术日新月异，使用比较广泛的光谱技术有三种，即近红外光谱技术、中红外光谱技术、拉曼光谱技术。与前两种光谱技术相比，拉曼光谱技术具有以下特点：（1）特征性强从光谱特征性来看，拉曼光谱峰形为尖峰，特征性较强，可以直接通过特征峰判断某种官能团和某种物质的的存在，比如观察醇类或者醚类物质特征峰，可以判断汽油中是否存在醚类和醇类化合物等。但是其光谱信息质量相对较差，拉曼光谱信号小、噪音高、信噪比小，往往影响拉曼光谱信号的因素包括扫描时间、热效应、光源稳定性以及荧光干扰等。表面增强拉曼技术可

4、以有选择性的增强拉曼信号，目前已用于微量物质检测中，大大扩大了拉曼光谱技术的应用。同时荧光干扰消除技术是拉曼光谱技术的研究重点之一，将会在石油产品质量检测中发挥出重要的作用。（2）分析精度高6在拉曼光谱技术应用中，光谱进行预处理后，借助化学计量学，分析其精度和近红外光谱技术和中红外光谱技术基本相当，更好的满足于现场使用要求。上世纪90年代末，相关学者利用FT―Raman、FT―IR、NIR三种技术对汽油氧含量和BTEX组分进行了分析比较，发现撒种技术精度相当，具有高精度的检测性能。（3）环境适应性强拉曼光谱技术采用样品池和光纤等方式对光谱进行采集，其速度快、操作

5、简便，属于无损操作。随着低分辨率拉曼光谱仪的问世，大大增强了无移动部件的抗震性以及拉曼光谱环境适应性。（4）易实现标准化拉曼光谱与红外光谱都属于特征光谱，采用内标法进行光谱的标定，使同一类型、不同仪器的拉曼光谱基本相同，实现不同仪器之间的模型共享。同时采用特征峰强度进行定量分析，进一步规范化了拉曼光谱方法，有利于拉曼光谱技术的推广与应用。三拉曼光谱技术在石油化工领域中的应用分析我国是能源大国，石油、天然气、煤炭等资源比较丰富，但是对具体产品质量的检测技术研究较少。就拉曼光谱技术在石油化工领域中的应用研究及报道较少，主要体现在国外研究、国内鲜有报道。近年来我国社会

6、生产生活对石油的6需求量不断增加，同时也对石油产品质量提高了更高的要求，下文主要针对拉曼光谱技术杂石油化工领域中的应用进行了分析。（1）柴油质量检测20世纪90年代，相关学者采用FT―RAMAN对某石油企业柴油样品的十六烷值和十六烷值指数进行了分析，发现其精度和标准方法基本相当，分析出该柴油样本有一定的荧光干扰。15年后，科学家采用PLS和神经网络方法对柴油的十六烷值指数、粘度、密度、总硫含量等进行分析，发现其精度与FT―IR和FT―NIR相当。（2）航煤质量检测利用拉曼光谱技术对航煤的组成和微量组分进行分析，主要针对航空燃料的添加剂和烃族组成等，发现用高于48

7、8m的激发光源可以获得无荧光干扰的光谱。21世纪初，将拉曼光谱技术与PLS方法进行结合，定量测定航煤闪点、初馏点、终馏点等，发现其具有一定的偏差，比较符合分析要求。同时对预处理、光源电压、样本位置对结果的影响进行了分析，发现峰强与电压具有一定的线性关系，光源电压对信噪比有影响，且300mW最适宜。（3）输油管线油品混油监控6将混输方式应用于燃料运输中，能大幅度节省输油管线。混输方式是针对不同种类、不同牌号的燃料，通过同一管线进行输送，往往采用密度法和介电常数来判断输油管线中是否存在混油。拉曼光谱技术利用不同燃料拉曼光谱特点不同进行判断，比如可以根据荧光干扰确定燃

8、料类型，锅炉燃料的荧光干