石油产品芳烃含量在线紫外分析仪的研制

　　1　引　　言

　　随着科学技术的发展,光谱技术在科研和工业生产中的应用显示出越来越大的重要性,应用光谱技术,不仅可以对某些金属元素进行定性定量检测,而且也可以对复杂有机化合物相关官能团进行测量分析。石油及石油产品是具有复杂结构的有机化合物的混合物,一定波长紫外光通过油品时,油品中某种成份会有特别的吸收,从而使我们可以定性定量地判断出油品中某种成份的存在和数量的多少。

　　目前国内外光谱技术研究成果已大量应用在工业生产技术中,对各种气体物质的分析或在线检测已达到很高水平。而对液体样品在线分析使用不多。我们研制的在线紫外分析仪表,成功地实现了润滑油基础油芳烃含量的在线紫外检测,为光谱技术在石化工业的应用开辟了一条新路。

　　炼油过程中的润滑油精制工艺,主要是将稠环短侧链芳烃、胶质、沥青质进行脱除。润滑油基础油芳烃含量多少,表征了润滑油的精制深度和油品质量。该仪表的研制成功,为润滑油生产过程的质量监测、优化操作和先进控制提供了可靠的在线质量检测手段,获得了明显的经济效益。

　　2　在线检测的可能性

　　润滑油中芳烃对紫外光吸光度高达7Abs,实验室分析时要将样品稀释625倍,再用普通紫外分光光度计测量样品吸光度,并按比尔定律算出芳烃含量。但是在线测试时很难对油品进行精密稀释处理,因此,能否在线直接测试出高吸光度样品紫外光谱,测试结果与实验室方法是否一致,测试数据线性如何等等,就成了研制在线紫外分析仪的关键。我们经过长期、细致工作,用实验室方法(对样品进行稀释)和模拟在线法(样品不经稀释)分别测试了减压二线、三线、四线及特种油等几十种油样的对照光谱图(图1和图2)。结果表明,模拟在线法直接测得的光谱图与实验室方法测出的光谱图规律相同。这就是说,只要研制出能测吸光度7Abs以上的紫外分光光度计和特殊的流动进样样品池,实现润滑油芳烃含量在线检测是完全可能的。

　　3　仪器结构原理

　　芳烃含量在线紫外分析仪由光源照明装置、进样系统,光栅双单色仪、检测系统及关联输出五大部分组成。图3为仪器结构框图。

　　芳烃特征吸收在紫外区,光源照明装置采用氘灯及反射聚光镜。整台分析仪是一台单光束紫外分光光度计,要求氘灯发出的光必须非常稳定,因此氘灯电源要有很好的恒流作用。在线测试还要求遇有电网大幅波动、氘灯熄灭后应具有自启动功能,以保证在线测试连续。为此,我们专门设计了具有深度负反馈控制、高稳流作用和自启动功能的氘灯控制电源,将氘灯启动点和工作点调节在合理区域,使氘灯寿命超过5000h,远大于500h的额定寿命,满足了在线测试长期运行的要求。