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      拉曼光譜在油品檢測中的應用

      發布時間:2022-11-09
            拉曼光譜是一種分子散射光譜,當激光照射不同物質后,因為物質分子結構的不同,其散射光頻率不同,得到的拉曼譜圖也不同。因此,拉曼光譜可用于物質分子的定性和定量分析。

            由于拉曼光譜技術具有幾乎對樣品無損、對檢測環境無特殊要求以及可實現在線分析等優點,很好地契合了石油產品分析應用的需求,其在石化領域中的應用始于20世紀80年代,近些年來更是成為研究的熱點。目前可分析的石油產品包括天然氣、汽油、柴油、潤滑油以及石腦油、煤焦油等,在定性分析和定量分析領域均有廣泛應用,基本覆蓋了石油產品應用分析的各個領域,常用于進行品種鑒別、含量測定以及性能考察。

      差分應用案例:柴油品種鑒別

      六種柴油的拉曼光譜圖

      六種柴油特征峰強度比值分析



      *注:IR1指1301cm-1與1449cm-1拉曼位移處所對應的峰強度的比值;IR2指1377cm-1與1449cm-1拉曼位移處所對應的峰強度的比值;IR3指1377cm-1與1301cm-1拉曼位移處所對應的峰強度的比值。


            石油煉化常用的工藝流程為常減壓蒸餾、催化裂化、加氫裂化、加氫精制、催化重整等。實驗對部分煉化過程中的柴油以及成品柴油進行拉曼測試,測試樣品分別為國Ⅵ車用柴油(1號)、船用輕質燃料油(2號)、出口柴油(3號)、內河船用燃料油(4號)、變壓器油(5號)和常減壓柴油(6號),拉曼測試譜圖如圖1所示。


            觀察譜圖發現,不同柴油在圖中陰影區域有較為明顯的差別,5號柴油在陰影區域內僅1301cm-1和1448cm-1兩個特征峰,而其余柴油均有1301cm-1、1377cm-1和1449cm-1三個特征峰,因此可快速鑒別出變壓器油。此外,對上述陰影區域的特征峰做進一步分析發現(見表1),首先根據IR3值可將柴油分為三組,分別是IR3值大于1.5為一組(2號)、IR3值約等于1為一組(4號和6號)以及IR3值小于0.8為一組(1號和3號)。在上述基礎上,再根據IR1或IR2鑒別4號和6號柴油,其中4號的IR1或IR2小于0.3,而6號大于0.3。1號和3號柴油的鑒別可先根據IR3值將其與其他柴油區分開,再根據1000cm-1左右的特征峰(圖1紅圈標注處)進行鑒別。


            結尾,簡智也將持續關注并探索差分拉曼光譜技術在石油化工領域的深度應用,敬請期待。

      簡智拉曼光譜儀SSR-3010


      參考文獻:


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      [2] 丁怡曼,薛曉康,范賓,董學勝,舒耀皋,蔣鑫.基于便攜式拉曼光譜的汽油快速識別模型[J].石油煉制與化工,2021,52(11):64-69.


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