專利名稱：分離重油組分的液相色譜裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型是關于分離重油烴族組分的液相色譜裝置，屬于色譜分離分析的技術領域。
石油重油組分分析，是重油加工的常見分析項目之一，過去常用經典吸附色譜裝置進行(楊翠定等編，《石油化工分析方法》，科學出版社，1990，31-33頁)，采用該裝置進行分析時，將樣品先經過正庚烷沉淀出瀝青質，將后將脫瀝青部分用氧化鋁吸附色譜柱分離為飽和烴、芳烴和膠質。由于每次分離所使用的重油樣品量多達1-2克，要用大量的溶劑沖洗，不僅操作費時費事，而且還要經過多次溶劑的蒸發和試樣的恒重，分析時間長達1周左右。測定的重復性差，普通高效液相色譜裝置是目前烴族分離的理想手段之一。但由于原油的類別多樣，重油組成復雜，極性物含量高，各烴族的K值分布寬等多種原因，也難于用單一的色譜柱或單一的洗脫條件實現重油中各烴族組分在液相譜上的基線分離。Elsa lundance等人提出使用柱切換技術并使用紫外和示差折光檢測器進行檢測，可以有效地解決這一問題(Liq.chromatogr.8[6]，1035，1985)，然而，隨著分析樣品沸點的升高，使用該裝置進行分析時，飽和烴和芳烴的基線分離趨于困難，要求使用的吸附柱必須具有很高的活性，在使用過程中，還會由于受到流動相等因素的影響，吸附柱的活性不斷下降，也不能保證重油各烴族間的基線分離，同時由于使用紫外和示差折光檢測器進行檢測，還必須經常進行繁鎖的定量校正因子的測定。因此，該裝置也不能用作常規的重油烴基分析的控制手段。
本實用新型的目的是針對已有技術的不足，提供一種能夠高效快速分離分析初餾點大于200℃的重油組分中飽和烴、芳烴、和膠質含量的液相色譜裝置。
本實用新型是通過下述方案實現的該液相色譜裝置主要由色譜柱、檢測器、六通進樣閥、六通切換閥、色譜泵、連接管等部件組成，其特征在于采用由膠質保留色譜柱和分離色譜柱組成的雙色譜柱系統，在兩個色譜柱之間設置了三個能改變色譜柱流路的六通切換閥，同時，使用移動絲檢測器作為色譜分離后的檢測器。使用該液相色譜裝置可以在15分鐘內分離分析石油重油或渣油中的飽和烴、芳烴以及膠質的含量。
下面通過附圖詳細描述本實用新型的結構組成。


圖1為本實用新型的結構示意圖。圖1中1為膠質保留色譜柱，2為分離色譜柱，3、4、5為六通切換閥，6為六通進樣閥，7為色譜柱活化箱，8為系統殼體，9為保溫材料，10～20為連接管，21～24為色譜柱(1、2)兩端的接口。
由圖1可知分離色譜柱(2)的外面有一個與其尺寸相匹配的長方形色譜柱活化箱(7)，活化箱(7)的內壁襯有保溫材料(9)，與色譜柱(2)上下兩端接口(23、24)分別相連的連接管(15、14)穿過活化箱(7)和保溫材料(9)的頂層和底層與六通切換閥(5)相連；膠質色譜柱(1)上下兩端接口(21、22)分別通過連接管(11、16)與六通切換閥(3)相連；六通切換閥(3、4、5)之間分別通過連接管(12、13、17)連接；六通切換閥(3)通過連接管(10)與六通進樣閥(6)連接；六通進樣閥(6)通過連接管(19)與色譜泵(P)相連；六通切換閥(3)通過連接管(18)與移動絲檢測器(D)相連；六通切換閥(5)通過連接管(20)與氮氣瓶連接。
圖2為色譜柱(1)下端接口(22)的結構示意圖。
由圖2可知先將螺帽(22-3)、刃環(22-2)套在連接管(16)上，然后將連接管(16)插入色譜柱端頭(22-1)中，裝上刃環(22-2)、最后用螺帽(22-3)擰緊，這樣可以將色譜柱(1)下端接口(22)與連接管(16)連接上。色譜柱(1)上端接口(21)、色譜柱(2)上下兩端接口(23、24)與連接管連接的道理同接口(22)。
本實用新型所說的膠質保留色譜柱(1)為柱長30-50mm、內徑4-4.6mm的不銹鋼色譜柱，柱內填充有5-10微米的氰基鍵合固定相；所說的分離色譜柱(2)為柱長300mm左右、內徑4-10mm的不銹鋼色譜柱，柱內填充有選自硅膠、氧化鋁、硅膠—氧化鋁中的任何一種固定相，粒度5-40微米；所說的六通切換閥(3、4、5)為Rheodyne7000系列切換閥，耐壓34MPa左右，管徑接口與外徑為1/16英寸左右的不銹鋼管相匹配；所說的六通進樣閥(6)為Rheodyne7125類型閥，其管徑接口與外徑1/16英寸的不銹鋼連接管相匹配。
本實用新型所說的色譜柱活化箱(7)為金屬材質，箱底裝有一個電吹風作為熱源，箱體內裝有熱電偶檢測溫度，通過溫度控制器控制電吹風加熱；所說的系統殼體(8)為金屬材質；所說的保溫材料(9)選自石棉布或石棉板等保溫材料。
本實用新型所說的連接管(10～20)為外徑1/16英寸左右的不銹鋼管。
本實用新型所說的移動絲檢測器(D)為CN93216473.0公開的一種烴族分析高效液相色譜移動絲檢測器。
本實用新型用于分析時按照如下步驟進行1.首先用己烷沖洗系統，流動相(己烷)由色譜泵(P)送出，經過六通進樣閥(6)、連接管(10)，六通切換閥(3)、連接管(11)進入色譜柱(1)，流動相從色譜柱(1)出來后經過連接管(16)、六通切換閥(3)、連接管(12)、六通切換閥(4)、連接管(13)、六通切換閥(5)和連接管(14)后進入色譜柱(2)，從色譜柱(2)出來的流動相再經過連接管(15)、六通切換閥(5)、連接管(17)、六通切換閥(3)和連接管(18)進入移動絲檢測器(D)。
2.待檢測器(D)條件穩定后，通過六通進樣閥(6)注進1-2微升油樣，在流動相己烷攜帶下，油樣經過部件10、3、11進入色譜柱(1)，油樣中的膠質部分被保留在色譜柱(1)上，而油樣中的飽和烴和芳烴部分隨流動相己烷離開色譜柱(1)，經部件16、3、12、4、13、5和部件14后進入色譜柱(2)，此時轉動六通切換閃(3)，使色譜柱(1)從流路中被孤立出來，流動相經部件6、10、3、12、4、13、5和部件14進入色譜柱(2)。
3.樣品的飽和烴和芳烴通過色譜柱(2)獲得基線分離，飽和烴流徑部件15、5、17、3、18后送入檢測器(D)中進行檢測，當飽和烴流出后，將流動相己烷改為二氯甲烷，后者將芳烴從色譜柱(2)上洗脫下來，送入檢測器(D)。
4.然后轉動六通切換閥(4、5)，將色譜柱(2)從流路中孤立出來，流動相二氯甲烷流經部件6、10、3、12、4、13、5、17、3、16進入色譜柱(1)，將其上的膠質洗脫下來，經部件11、3、18后送入檢測器D。
5.轉動六通切換閥(3、4、5)，將流路恢復到起始狀態，作下一樣品的分離準備。
本實用新型具有如下優點
1.由于使用了雙色譜柱系統，從而可以利用柱切換技術和梯度溶劑程序成功地將重油快速分離為飽和烴，芳烴和膠質，適用于初餾點大于200℃的任何石油餾分，包括減壓渣油。
2.由于與移動絲檢測器配合使用，可以實現重油烴族分析高效化，15分鐘內可以完成1個重油樣品的分析，而經典色譜裝置分析時間為1周左右，普通液相色譜裝置分離需要數小時。
(3)本實用新型由于使用柱切換技術，避免了膠質進入填有硅膠的色譜柱(2)中所造成的不可逆吸附現象。另外，由于兩色譜柱之間安裝了三個六通切換閥，可以改變色譜柱的流路，避免了對色譜柱(2)的反吹操作，這樣可以大大提高色譜柱(2)的使用壽命。
(4)本實用新型由于在色譜柱(2)的外面裝有色譜柱活化箱(7)，具有對色譜柱(2)的快速活化功能，保證了色譜柱(2))對重油的飽和烴和芳烴間的分離所需的活性。另外由于活化爐加熱是通過溫度控制器控制電吹風加熱，因此具有升溫和降溫速度快的特點。
下面的實施例將對本實用新型作進一步說明。
實例本實用新型色譜柱(1)選用長30mm、內徑4mm的不銹鋼柱，柱內填充有5-10微米的氰基鍵合固定相。色譜柱(2)選用長300mm、內徑10mm的不銹鋼柱，柱內填充有5-40微米的硅膠。連接管(10～20)選用外徑為1/16英寸的不銹鋼管。使用該液相色譜裝置分離分析＞350℃的常壓渣油。
圖3為本實用新型用于分離分析＞350℃的常壓渣油時獲得的色譜圖。圖3中S為飽和烴、A為芳烴、R為膠質。
由圖3可以看出本實用新型用于分析＞350℃的常壓渣油時，僅用10分鐘左右就能獲得非常理想的SAR色譜圖(圖3)，而用普通液相色譜裝置分離重油時需要數小時，由此可以說明，本實用新型具有高效、快速分離分析重油中飽和烴、芳烴和膠質含量的特點。
權利要求1.一種分離分析重油組分的液相色譜裝置，包括六通進樣閥(6)、色譜泵(P)、連接管(10～20)等部件，其特征在于色譜柱是雙柱系統，由膠質保留色譜柱(1)和分離色譜柱(2)組成，在兩個色譜柱之間，裝有三個能改變色譜柱流路的六通切換閥(3、4、5)，使用移動絲檢測器作為色譜分離后的檢測器(D)，其結構為分離色譜柱(2)的外面有一個與其尺寸相匹配的長方形的色譜柱活化箱(7)，活化箱(7)的內壁襯有保溫材料(9)，與色譜柱(2)上下兩端接口(23、24)分別相連的連接管(15、14)穿過活化箱(7)和保溫材料(9)的頂層和底層與六通切換閥(5)相連，色譜柱(1)上下兩端接口(21、22)分別通過連接管(11、16)與六通切換閥(3)相連，六通切換閥(3、4、5)之間分別通過連接管(12、13、17)連接，六通切換閥(3)通過連接管(10)與六通進樣閥(6)連接，六通進樣閥(6)通過連接管(19)與色譜泵(P)相連，六通切換閥(3)通過連接管(18)與檢測器(D)相連，六通切換閥(5)通過連接管(20)與氮氣瓶相連。
2.根據權利要求1所說的液相色譜裝置，其特征在于所說的膠質保留色譜柱(1)為長30-50mm、內徑4-4.6mm的不銹鋼色譜柱，其上下兩端的接口(21、22)與連接管(11、16)相匹配，固定相為5-10微米的氰基鍵合相。
3.根據權利要求1所說的液相色譜裝置，其特征在于所說的分離色譜柱(2)為長300mm左右、內徑4-10mm的不銹鋼色譜柱，其上下兩端的接口(23、24)與連接管(15、14)相匹配，固定相可選自硅膠、氧化鋁、硅膠—氧化鋁中的任何一種，其粒度為5-40微米。
4.根據權利要求1所說的液相色譜裝置，其特征在于色譜柱(1、2)兩端的接口(21、22、23、24)與連接管之間按照接口22相同的方式連接，首先將螺帽(22-3)、刃環(22-2)套在連接管(16)上，將連接管(16)插入色譜柱(1)的端頭(22-1)中，然后裝上刃環(22-2)，最后用螺帽(22-3)擰緊。
5.根據權利要求1所說的液相色譜裝置，其特征在于所說的連接管(10～20)為外徑1/16英寸左右的不銹鋼連接管。
6.根據權利要求1所說的液相色譜裝置，其特征在于色譜柱活化箱(7)的底部裝有一個電吹風作為熱源，箱體內裝有熱電偶測試溫度，通過溫度控制器控制電吹風加熱。
專利摘要本實用新型是一種分離分析重油組分的液相色譜裝置，主要由色譜柱(1、2)、檢測器(D)、六通切換閥(3、4、5)，六通進樣閥(6)、色譜泵(P)、連接管(10～20)等部件組成，本實用新型的特點在于采用由膠質保留色譜柱(1)和分離色譜柱(2)組成的雙色譜柱系統，在兩個色譜柱之間設置了能改變色譜柱流路的三個六通切換閥，同時采用移動絲檢測器作為色譜分離后的檢測器。使用該液相色譜裝置，可以在15分鐘內分離分析石油重油或渣油中的飽和烴、芳烴，以及膠質的含量。
文檔編號G01N30/02GK2227338SQ9520645
公開日1996年5月15日 申請日期1995年3月28日 優先權日1995年3月28日
發明者袁洪福, 揚明彪 申請人:中國石油化工總公司石油化工科學研究院