充油膠高芳烴油碳型的測定方法
2023-08-01 06:24:31 1
專利名稱：充油膠高芳烴油碳型的測定方法
技術領域：
本發明屬於物質的檢測方法，是對充油膠高芳烴油碳型的測定方法。
在橡膠生產過程中，為了增大橡膠分子之間的距離，減少分子之間的作用力，本產生潤滑作用，使分子之間容易滑動，以增加膠料的塑性，在橡膠中加入增塑劑。增塑劑種類很多，石油系增塑劑是其中一類，加入石油系增塑劑的橡膠叫充油膠。高芳烴油是石油系增塑劑中的一種，它對膠料性能和成品使用性能的影響，取決於它的碳型組成。
目前，主要用色譜法和質譜法對油品碳型進行分析。色譜法中液相色譜法測定高沸點油品碳型的文獻較多，如多柱切換技術。1991年，石油化工(20，7，487)報導，成躍祖應用μ-Bondapak-NH2柱，正己烷為流動相，流速1.0毫升/分鐘，對柴油的烷烴、芳烴和膠質進行分析。液相色譜法對烷烴和芳烴能進行很好的分離，而烷烴中的鏈烷和環烷因出峰時間相同，無法進行分析。
質譜法是油品碳型分析的仲裁方法，ASTM方法D2549，它對高芳烴、高沸點的油樣常先用柱色譜法分離出高沸點的膠質組分，然後用質譜分析其它組分。但其價格昂貴，分析成本高，分析周期長，難以用於充油膠生產過程中的質量控制分析。
石油科學院資料(RIPP101-90，P289-291)報導，用紅外分光光度計直接測定官能團特徵吸收峰值，可以對潤滑油中的碳型進行分析。潤滑油的芳烴含量一般在10％左右，而充油膠的高芳烴油的芳烴含量一般在60～85％，這兩種油品的性質相差較大，該法難以對高芳烴的碳型經常測定。
所有現有技術都是對每一樣品必須按照其方法進行測定，分析周期長，難以適合工業在線分析。
本發明的目的是提供一種化學計量學與紅外光譜相結合的充油膠高芳烴油碳型的測定方法，快速、經濟、準確。
本發明的充油膠高芳烴油碳型的測定方法，其特徵在於包括如下步驟(1)將高芳烴油標樣中的烷烴、芳烴、膠質進行分離；(2)將烷烴中的鏈烷和環烷進行測定；(3)將分離的烷烴、芳烴、膠質用溶劑配製成含鏈烷、環烷、芳烴和膠質不同含量的一系列標準樣品，所述溶劑為二硫化碳或四氯化碳或四氯乙烯；(4)測定標準樣品的紅外譜圖；(5)用偏最小二乘法建立數學模型，將測得的紅外光譜圖輸入到紅外光譜定量軟體中，相應譜圖的鏈烷、環烷、芳烴和膠質的含量數據輸入到數學模型中，建立數模的參數進行優化；(6)用建立的數模測量實際充油膠高芳烴油樣品中的鏈烷、環烷、芳烴和膠質的含量實際充油膠高芳烴油樣品仍然用同(3)一樣的溶劑和溶劑濃度，測定其紅外光譜，輸入到建立的數模中。
本發明是將化學計量學和紅外光譜結合起來對高芳烴油的碳型進行測定。通過建立數學模型，可以非常方便地測定實際油樣的碳型。對於工藝步驟中前4步，每一步驟都可以通過現有技術的方式實現，最好是通過如下方式，但並不僅限於此用柱色譜法將高芳烴油標樣中的烷烴、芳烴、膠質進行分離。柱色譜法如何實現也有公知技術。
烷烴中鏈烷和環烷的測定方法是聯用氣相色譜法和質譜法。氣相色譜法將鏈烷和環烷分離，質譜是進行測定。氣相色譜的條件可以是汽化溫度250～350℃，載氣He，流速0.5～1.5ml/min，質譜的條件可以是離子源EI，電子能量70ev，質量掃描範圍45～650amu。
在第(5)步中測得的紅外光譜圖最好經過求導和七點平滑處理後輸入到紅外光譜定量軟體中。這樣可以消除產生誤差的因素，使處理的數據更準確。
關於偏最小二乘法以及紅外光譜定量軟體都是公知技術，在其他領域都有應用。為建立數模，需要配製一系列樣品，至於需要多少組樣品只要能夠符合偏最小二乘法的要求數據，最好至少有20組配製樣品。
本發明適宜充油膠高芳烴油的含量為10～90％，更適宜充油膠高芳烴油的含量為60～85％。
對於不同質的高芳烴油，或者說不同地區的高芳烴油需要先建立數模，然後利用該數模測定相應的高芳烴油。
本發明的優點1、快速。本發明建立數模工作量大，數模建好後，對實際樣品的測量只要進行稀釋、注入液體池、測定其紅外光譜圖、對譜圖進行處理、用數模進行碳型分析等步驟可在10分鐘內測定一個樣品，其它分析方法無法做到。
2、經濟。測定一個樣品消耗的試劑僅為幾毫升溶劑如二硫化碳，其他的工作全在計算機上進行，因處理時間短(只要幾分鐘)，電力消耗很少。
3、準確。數模建立後，對實際樣品進行了多次測定，其相對誤差均在±4％以內，可滿足充油膠工業在線分析的需要。
總之，本發明達到了快速、經濟、準確地測定高芳烴油的碳型，滿足充油膠工業控制分析的需要。
以下為實施例儀器Nicolet 5SXC紅外光譜儀，其解析度為4cm-1、DTGS檢測器、32次掃描；紅外液體池(液膜厚0.025mm)試劑二硫化碳(AR)氣相色譜條件汽化溫度300℃，載氣He，流速1.0ml/min，色譜柱20m×0.2mm，石英毛細管柱，傳輸線溫度(氣相色譜和質譜的接口溫度)300℃，柱溫300℃恆溫質譜條件離子源EI，電子能量70ev，質量掃描範圍45～650amu。
1、烷烴、芳烴、膠質的分離將60～100目柱層析矽膠150℃活化7小時，冷卻後裝入色譜柱中(柱長78釐米，內徑2釐米)敲實。然後用石油醚(30～60℃)淋洗矽膠固定相，待石油醚流出色譜柱後，將已稱重的濟南煉油廠生產的高芳烴油，用石油醚稀釋加入色譜柱中，以石油醚作流動相淋洗色譜柱。分離出烷烴後，切換二氯甲烷作流動相衝洗芳烴，分離出芳烴後，改用甲醇作流動相衝洗脫膠質。
2、將分離出的烷烴用氣相色譜和質譜測定其中鏈烷、環烷的含量。
3、將分離的烷烴、芳烴和膠質樣品，用二硫化碳配製成含鏈烷、環烷、芳烴和膠質不同含量的一系列標準樣品，標準樣品的組成見下表
4、測定紅外譜圖。見
圖15、建立數模將測得的紅外光譜圖進行求導和七點平滑處理輸入公知的QuantIR 1.2紅外光譜定量軟體中，相應譜圖的鏈烷、環烷、芳烴和膠質的含量數據(上表所示)輸入數模中，建立數模的參數進行優化。優化是以質譜法測得的數據(含量)為參照，如果通過紅外光譜定量軟體處理得出的數據(含量)與質譜法測得的數據有較大偏差，通過調節紅外光譜特徵區域進行參數優化。因為建立的數模是以後測量實際樣品的參照數據，要力求準確。
6、實際樣品的測定將實際樣品用二硫化碳作溶劑配製，樣品中的溶劑濃度同上述標準樣品的溶劑濃度(可以同為質量濃度，也可以同為體積濃度)，然後測定其紅外譜圖，相應譜圖的鏈烷、環烷、芳烴和膠質的數據輸入數模中，計算機便將有關數據顯示出來，結果如下，並與質譜法相比較
高芳烴油實際樣品的測量(m/m，％)
表中RSD是相對標準偏差。
質譜法分析油品的碳型，首先用矽膠色譜法分離出膠質，然後將其它組分用質譜分析。膠質的含量是將柱色譜分離出的膠質，直接稱重計算。因矽膠固定相相對膠質吸附能力較強，難以洗脫乾淨，造成用質譜法測定膠質的含量比本發明的方法低，兩者數值相差較大。
權利要求
1.一種充油膠高芳烴油碳型的測定方法，其特徵在於包括如下步驟(1)將高芳烴油標樣中的烷烴、芳烴、膠質進行分離；(2)將烷烴中的鏈烷和環烷進行測定；(3)將分離的烷烴、芳烴、膠質用溶劑配製成含鏈烷、環烷、芳烴和膠質不同含量的一系列標準樣品，所述溶劑為二硫化碳或四氯化碳或四氯乙烯；(4)測定標準樣品的紅外譜圖；(5)用偏最小二乘法建立數學模型，將測得的紅外光譜圖輸入到紅外光譜定量軟體中，相應譜圖的鏈烷、環烷、芳烴和膠質的含量數據輸入到數學模型中，建立數模的參數進行優化；(6)用建立的數模測量實際充油膠高芳烴油樣品中的鏈烷、環烷、芳烴和膠質的含量實際充油膠高芳烴油樣品仍然用同(3)一樣的溶劑和溶劑濃度，測定其紅外光譜，輸入到建立的數模中。
2.根據權利要求1所述的測定方法，其特徵在於用柱色譜法將高芳烴油標樣中的烷烴、芳烴、膠質進行分離。
3.根據權利要求1所述的測定方法，其特徵在於烷烴中鏈烷和環烷的測定方法是聯用氣相色譜法和質譜法。
4.根據權利要求3所述的測定方法，其特徵在於氣相色譜的條件是汽化溫度250～350℃，載氣He，流速0.5～1.5ml/min，質譜的條件是離子源EI，電子能量70ev，質量掃描範圍45～650amu。
5.根據權利要求1所述的測定方法，其特徵在於(5)中測得的紅外光譜圖經過求導和七點平滑處理後輸入到紅外光譜定量軟體中。
6.根據權利要求1所述的測定方法，其特徵在於充油膠高芳烴油的含量為10～90％。
7.根據權利要求6所述的測定方法，其特徵在於充油膠高芳烴油的含量為60～85％。
全文摘要
本發明是將化學計量學和紅外光譜結合起來對高芳烴油的碳型進行測定。通過建立數學模型,可以非常方便地測定實際油樣的碳型。具體步驟是:將高芳烴油中的烷烴、芳烴、膠質分離、測定烷烴中的鏈烷和環烷含量、配製一系列標樣、測定標樣紅外光譜圖、用偏最小二乘法建立數模、用建立的數模測量實際樣品。本發明達到了快速、經濟、準確地測定充油膠高芳烴油的碳型。
文檔編號G01N21/31GK1355430SQ0012936
公開日2002年6月26日 申請日期2000年11月29日 優先權日2000年11月29日
發明者嶽秀英, 胡孔誠, 王靜 申請人:中國石化集團齊魯石油化工公司