鑑定液體石油產品的方法
2023-07-13 09:41:46
專利名稱：鑑定液體石油產品的方法
技術領域：
本發明涉及一種通過應用遠紅外或近紅外螢光光譜學鑑定液體石油產品的方法。
石油精製方法如蒸餾用於將原油分解成既可用於工業又可用於家庭的大量有用的產品。這樣的產品通常是摻合物，該摻合物可含有高達六種不同組分。所以，準確地鑑定這樣的摻合物和甚至摻合物中具體的組分是重量的。
使用化學標識物檢測和鑑定液體烴是眾所周知的。EP-A512404披露了一種通過加入3，5-二硝基-苯甲酸的衍生物鑑定液體烴的方法。用氣相色譜分離，然後用適當的檢測器鑑別組分鑑定該化學標識物。
此外，US4278444披露了一種檢測普通無鉛或超級無鉛汽油存在的方法。將少量烷基化異二苯並蒽酮加入到汽油中，通過在螢光光度計上轉動試樣測定這些樣品的存在。將其結果與預定標準結果相比。
現在我們提出一種使用化學標識物鑑定液體石油產品的方法，該方法既避免了標準數據的製備又避免了侵入分析技術的使用。本發明提供了一種快速、有效和非侵入鑑定液體石油產品的方法。
因此，本發明提供了一種使用含有雷射源和檢測螢光信號裝置的設備鑑定液體石油產品的方法，該方法包括
a)第一步，向液體石油產品中加入一種能夠在遠紅外或近紅外光譜範圍內發螢光的物質。
b)第二步，將從所說第一步得到的液體石油產品暴露于波長在遠紅外或近紅外光譜範圍內的適於激活該物質的雷射源中。
c)通過檢測螢光信號測定液體石油產品中存在的該物質。
本發明提供了一種通過加入其螢光信號被檢測的螢光標識物來鑑定液體石油產品的方法。
本發明方法通過使用一種含有用於檢測螢光信號的雷射源和裝置的設備進行。該儀器優選手動可攜式裝置，尤其是那些能夠用內部電源操作的。
本發明方法適用於液體石油產品。該液體石油產品意指汽油、航空燃料、煤油、烷烴、柴油燃料、潤滑油、船舶潤滑油、燃料油和廢油。該方法特別適用於檢測潤滑油和燃料。
將含有該物質的液體石油產品暴露于波長在遠紅外或近紅外光譜範圍內的雷射源中。遠紅外或近紅外光譜範圍意味著其頻率在600-3000nm範圍內。
本發明方法需要加入一種能夠在遠紅外或近紅外光譜範圍內發螢光的物質。適當的物質包括染料和稀土化合物，它們在600-1000nm，優選700-900nm的波長範圍內發螢光。
適用於本發明的染料包括一般工業用雷射染料，尤其是由通式Ⅰ所定義的染料，其中，X是C(二烷基)或S，Y是C2至C7的烷基和
n是1-10。
優選X是S，Y是C2烷基和n是3。
根據通式Ⅱ的染料也可以用於本發明中，其中X可以選自C(二烷基)或S，n是1-10和Y可以是Et或(CH2)4SO2O-
優選X是C(二甲基)，Y是(CH2)4SO2O-和n是3。
也適用於本發明的稀土化合物包括那些來自鑭系和錒系的化合物。尤其優選的是使用有機表面活性劑系列的稀土金屬鹽，例如烷基或芳基磺酸鹽。
可將該物質直接加入到液體石油產品中或可適當地溶於合適的溶劑中以生成中間染料濃縮物，該物質可被溶於丙酮、二氯甲烷、醇類、甲苯、二元醇、鹼性油、烷基苯和酯類中。優選的溶劑是二元醇、如丙-1，2-二醇。
在某些情況下，可以優選將兩種物質以預定重量比加入到液體石油產品中。對每一染料觀察到的螢光強度比與預定重量比成比例並因
優選X是S，Y是C2烷基和n是3。
根據通式Ⅱ的染料也可以用於本發明中，其中X可以選自C(二烷基)或S，n是1-10和Y可以是Et或(CH2)4SO2O-
優選X是C(二甲基)，Y是(CH2)4SO2O-和n是3。
也適用於本發明的稀土化合物包括那些來自鑭系和錒系的化合物。尤其優選的是使用有機表面活性劑系列的稀土金屬鹽，例如烷基或芳基磺酸鹽。
可將該物質直接加入到液體石油產品中或可適當地溶於合適的溶劑中以生成中間染料濃縮物，該物質可被溶於丙酮、二氯甲烷、醇類、甲苯、乙二醇、鹼性油、烷基苯和酯類中。優選的溶劑是二元醇、如丙-1，2-二醇。
在某些情況下，可以優選將兩種物質以預定重量比加入到液體石油產品中。對每一染料觀察到的螢光強度比與預定重量比成比例並因此可用於檢測該液體石油產品。
本發明的一個特殊優點是只將很低的濃度的該物質加入到液體石油產品中。適當地該物質以0.001-1ppm的濃度存在。
將含該物質的液體石油產品暴露于波長在遠紅外或近紅外光譜範圍內的雷射源中。合適的雷射源可以是二極體雷射器，其具有成本低、體積小、安全性高和容許使用同步放大的直流調製輸出的優點。
作為雷射激活的結果發射出的螢光信號可以通過任何合適的裝置檢測。優選使用矽光檢測器。該信號的存在可通過轉化成電信號適當地被檢測。該信號可通過目視顯示器來測量。
優選的是將雷射源、矽光檢測器和目視顯示元件安裝在一個便攜裝置中。
本發明的一個特別優點是所說設備提供了一種非侵入檢測液體石油產品的方法。裝液體石油的容器具有一光透射窗口或由透明物質製成，且產物不需要萃取。
現在將參照
圖1圖2以及下面實施例用實施例方法描述本發明。
將在670nm波長發射的二極體雷射器(1)用於照射液體石油產品樣品(2)，該樣品與能在遠紅外或近紅外光譜範圍內發螢光的合適物質摻合。將該雷射器在進入該樣品前用玻璃透鏡(3)重新瞄準。將部分產生的螢光與部分反射和散射雷射一起用透鏡(3)重新瞄準，用與雷射輸出成45°定位的覆鋁鏡(4)反射並用透鏡(5)聚焦到矽光檢測器(6)上。將透射螢光波長的通帶過濾器(7)用於阻擋670nm反射和散射光。該光檢器輸出用二極單一晶片放大器放大。
在圖2中，與兩種染料摻合的樣品的螢光光譜用兩個檢測器記錄。
從雷射器(11)的輸出在經樣品(12)和反射鏡(13)反射後通過透鏡(14)並在通過光檢器(16)和(17)前用光束分離器(15)分開。
實施例1汽油產品的鑑定
含1000ppb濃度染料的汽油(BPEurograde無鉛高級汽油，符合BS4040)由在丙-1，2-二醇中的100ppm下列染料的溶液製備，該染料在以下稱之為IR-125。IR-125從Exiton購買(雷射染料)。
然後將100ppm的該丙-1，2-二醇溶液用所說汽油稀釋(1/1000)從而提供最終的汽油/染料的1000ppb的溶液。
該溶液在750nm經過雷射激活從而提供833nm的螢光最大值。
含200和400ppb染料的另外溶液以相似的方法製備。
表1提供了從各種汽油產品中得到的數據。
實施例2汽油產品的鑑定
使用具有下列結構的染料重複實施例1的方法。該染料從Exciton購買(雷射染料)。
將該染料溶於二甲苯中而不是丙-1，2-二醇中。樣品也製備成各種染料濃度。螢光測量的結果列於表2中
對照實施例1非雷射激活螢光
對VanellusC3多級潤滑劑(由BP購得)的樣品用和不用40ppb的IR-125染料得到非雷射激活螢光光譜(200-900nm)。螢光和吸收光譜(螢光最大值833nm和吸收最大值795nm)顯示是相同的。因此，在沒有使用雷射激活螢光光譜情況下，不能容易地檢測染料。
對照實施例2薄層色譜法
在含40ppbIR-125染料的Vistra7000潤滑劑上進行薄層色譜分析(TLC)。在沒有染料情況下，在潤滑劑上重複該分析。TCL結果對二個樣品是相同的，甚至在各種波長光源(218，280，365，510和700nm)下尋找到弱的災光點也是如此。
權利要求
1、一種使用含有檢測螢光信號的雷射源和裝置的設備鑑定液體石油產品的方法，該方法包括
a)第一步，向液體石油產品中加入一種能夠在遠紅外或近紅外光譜範圍內發螢光的物質。
b)第二步，將從所說第一步得到的液體石油產品暴露于波長在遠紅外或近紅外光譜範圍內適合於激活該物質的雷射源中。
c)通過檢測螢光信號測定液體石油產品中存在的物質。
2、根據權利要求1的方法，其中所說的設備是手動可攜式裝置。
3、根據權利要求1或2的方法，其中所說的液體石油產品是汽油、航空燃料、煤油、烷烴、柴油燃料、潤滑油、船舶潤滑油、燃料油和廢油。
4、根據上述權利要求的任意一個方法，其中所說的能夠在遠紅外或近紅外光譜範圍內發螢光的物質可以0.001-1ppm的濃度存在。
5、根據上述權利要求的任意一個方法，其中所說的能夠在遠紅外或近紅外光譜範圍內發螢光的物質是染料或稀土化合物。
6、根據權利要求5的方法，其中所說的稀土化合物是有機表面活性劑的稀土金屬鹽。
7、權利要求5的方法，其中所說的燃料是符合通式Ⅰ的化合物，其中X是C(二烷基)或S，Y是C2至C7的烷基和n是1-10。
8、根據權利要求7的方法，其中X是S，Y是C2烷基和n是3。
9、根據權利要求5的方法，其中所說的染料是符合通式Ⅱ的化合物，其中X可以是C(二烷基)或S，Y是Et或(CH2)4SO2O-和n是1-10。
10、根據權利要求9的方法，其中X是C(二烷基)，Y是(CH2)4SO2O-和n是3。
全文摘要
一種使用含有檢測螢光信號的雷射源和裝置的設備鑑定液體石油產品的方法，該方法包括a)第一步，向液體石油產品中加入一種能夠在遠紅外或近紅外光譜範圍內發螢光的物質，b)第二步，將從所說第一步得到的液體石油產品暴露于波長在遠紅外或近紅外光譜範圍內適合於激活該物質的雷射源中，c)通過檢測螢光信號測定液體石油產品中存在的物質。
文檔編號G01N33/28GK1092864SQ9312160
公開日1994年9月28日 申請日期1993年11月27日 優先權日1992年11月27日
發明者E·蒂奧查盧斯 申請人:英國石油國際有限公司