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您的位置:網(wǎng)站首頁 > 技術(shù)文章 > 液體石油產(chǎn)品烴類測定儀的工作原理 液體石油產(chǎn)品烴類測定儀(常用型號如 SH/T 0109、ASTM D1319 標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)的儀器)的核心工作原理是 基于烴類分子極性差異的吸附分離 + 熒光指示劑顯色定位,最終通過測量各烴類色帶體積占比,實現(xiàn)飽和烴、烯烴、芳烴(部分標(biāo)準(zhǔn)含膠質(zhì))的定量分析。其本質(zhì)是 “吸附色譜分離" 與 “可視化檢測" 的結(jié)合,具體可分為核心邏輯、分步原理及關(guān)鍵細(xì)節(jié)三部分:
一、核心邏輯:烴類的極性差異是分離基礎(chǔ)
液體石油產(chǎn)品(如汽油、柴油、石腦油等)的烴類組成主要包括三類,其極性由弱到強(qiáng)排序為:飽和烴(烷烴 + 環(huán)烷烴)< 烯烴 < 芳烴
吸附劑(儀器核心耗材,通常為硅膠)對分子的吸附力與分子極性正相關(guān):極性越強(qiáng),吸附力越強(qiáng),越難被洗脫劑帶走;極性越弱,吸附力越弱,越容易被洗脫。利用這一特性,樣品中的不同烴類會在吸附柱中被 “分層分離",再通過熒光指示劑標(biāo)記各層邊界,即可實現(xiàn)定量。
二、分步工作原理(以經(jīng)典熒光指示劑吸附法 FIA 為例)
儀器的工作流程與原理緊密綁定,核心步驟如下:
1. 樣品預(yù)處理與進(jìn)樣
原理前提:需保證樣品無水分、無機(jī)械雜質(zhì)(避免干擾吸附分離),通常取 0.5~1.0mL 均勻樣品(體積精確控制,直接影響定量準(zhǔn)確性)。
操作:將樣品與少量 熒光指示劑 混合(指示劑為多種熒光染料的混合物,可分別與不同烴類結(jié)合),通過進(jìn)樣器緩慢注入填充好硅膠的吸附柱頂部。
2. 吸附柱的分離作用(核心步驟)
吸附柱是分離的關(guān)鍵部件,柱內(nèi)填充高活性硅膠(吸附劑),底部鋪墊少量玻璃棉防止硅膠流失。
樣品進(jìn)入吸附柱后,烴類分子會快速被硅膠表面吸附:
飽和烴(極性最弱):吸附力最弱,僅短暫吸附后即被后續(xù)洗脫劑 “頂開";
烯烴(極性中等):吸附力介于飽和烴與芳烴之間,吸附 - 脫附平衡后移動速度較慢;
芳烴(極性強(qiáng)):吸附力強(qiáng),牢牢吸附在硅膠表面,需更多洗脫劑才能推動。
3. 洗脫劑的推動與分層
向吸附柱頂部緩慢加入 洗脫劑(通常為異辛烷或正庚烷,極性極弱),洗脫劑的作用是 “溶解并推動" 被吸附的烴類向下移動:
洗脫劑先溶解吸附柱頂部的烴類,形成 “流動相";
由于吸附力差異,不同烴類的移動速度不同:
→ 飽和烴移動最快,向下遷移;
→ 烯烴次之,跟隨飽和烴后移動;
→ 芳烴移動最慢,留在柱體上部。
最終在吸附柱內(nèi)形成 三層清晰的色帶(自上而下依次為:飽和烴帶、烯烴帶、芳烴帶)。
4. 熒光指示劑的顯色定位(可視化關(guān)鍵)
熒光指示劑的特性:混合指示劑中不同組分分別與飽和烴、烯烴、芳烴特異性結(jié)合,且在 紫外光照射下 發(fā)出不同顏色的熒光(如:飽和烴帶顯藍(lán)色、烯烴帶顯綠色、芳烴帶顯黃色,具體顏色隨指示劑型號略有差異)。
原理:未結(jié)合烴類的指示劑會被硅膠強(qiáng)烈吸附在柱頂,而結(jié)合了烴類的指示劑會隨烴類色帶移動,從而在紫外燈下清晰標(biāo)記出各烴類的邊界(避免因烴類本身無色導(dǎo)致無法區(qū)分)。
5. 體積測量與定量計算
當(dāng)各烴類色帶邊界穩(wěn)定(通常洗脫至芳烴帶底部接近吸附柱出口)時,停止洗脫,測量總樣品色帶長度(或體積)及各烴類色帶的長度(或體積)。
定量公式:某烴類含量(體積分?jǐn)?shù))= 該烴類色帶體積 / 總樣品色帶體積 × 100%
儀器通常自帶刻度吸附柱或電子讀數(shù)裝置,直接讀取體積數(shù)據(jù)并自動計算結(jié)果。
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