油品中离子检测方案

离子色谱在石油领域中的应用 青岛盛瀚色谱技术有限公司应用开发部 离子色谱(Icon Chromatography， IC) 是高效液相色谱的一种，主要应用于待测样品中阴阳离子的测定。基于该方法高选择性、高灵敏度等特点，已广泛应用于石油领域。 1. 石油勘探和开采 地质岩石调查是石油开采的基础性勘探工作。在油田的勘探过程中，选用示踪剂来分析油水的连通性、地层剩余油的饱和度及油藏的非均质特性，可以为制定开采方案提供依据。无机溴(Br)是石油开采中常用的一种示踪剂，检测溴的常用方法有分光光度法、动力学法、碘量法，但是检测过程受反应程度的影响较大，操作繁琐。目前利用离子色谱仪的抑制电导检测法可方便检测油田地质岩石中Br，该方法简便实用，准确度高。 录井技术是油气勘探开发活动中最基本的技术。通过钻井现场多种信息的计算机采集、处理、解释、分析、决策以及井场间多井联网、远距离数据传输等现代化手段，突破性地实现了在钻井过程中即时、定量发现油气层，现场地层评价，及时发现和解决钻井工程问题。在录井过程中需要对地层水和注入水中的矿化度(C1、SO?、Ca²+、Mg2+等离子含量)进行测定，推测油田水受注入水干扰的的程度，储层的连通性，为注水井的布置和油田的地质结构提供重要信息。利用离子色谱法测定地层水矿化度，，可以满足油田现场分析需求。 在使用表面活性剂驱油提高采收率的过程中，如果有太多的盐或多价金属离子存在，则可能引起驱油体系性质的劣化。故采用离子色谱法可以便捷地分析这些无机和有机离子，以优化驱油体系。 2. 油品分析 石油中的氯有不同形态，既有以 NaCl、MgCl2、CaClz等形式存在的无机氯，也有以氯代烃形式存在的有机氯。石油本身含有的有机氯含量极低，绝大多数为无机氯。但是在开采和运输的过程中，为提高石油的流动性及采出率，同时为防止油品在管输时蜡质凝固堵塞管道，会人为加入了大量的有机氯。但是其弊端也显而易见，这部分有机氯会导致设备腐蚀、铵盐堵塞、垢下腐蚀及催化剂中毒等，对后续的生产造成严重危害。同时若油品中有过高的氮元素和硫元素，其易和溶解在燃油中的氧气发生反应，会降低燃油稳定性。氮、硫燃烧后会生成 NO、NO2、SO2、SO3等酸性气体，它们会进一步与大气中水结合形成酸雾、酸雨进而严重影响生态环境和人们日常生活。 为消除油品中氯、氮、硫的危害，最基础的工作是建立石油中有机氯(总氯)、总氮、总硫的分析方法。石油的成分十分复杂，传统萃取操作繁琐，且有机试剂消耗过多，这些因素都制约了油品的快速检测。基于石油的可燃性，利用燃烧炉将油品中的氯、氮、硫分别高温转化为其氢化物和氧化物，同时用碱液吸收，该吸收体系可直接进入离子色谱仪，检测总氯、总氮、总硫的含量。再利用常压蒸馏方法进行油品切割，得到204℃前含有机氯的馏分油，同样以燃烧炉-离子色谱仪测定有机氯含量。同时可根据馏分油中有机氯含量及该馏分段的收率换算得到油品中有机氯含量，最后通过差减法计算得到无机氯含量。该方法省去了多次萃取的步骤，将氯、氮、硫从石油这一复杂的混合物中快速分离，定量检测。 3. 石油炼制 在石油炼制的过程中，可能添加不同的炼油催化剂，包括加氢系列催化剂、重整系列催化剂和裂化催化剂。这些催化剂经常要在分子筛上负载一些金属和金属离子作为活性中心，负载过程中，有机和无机阴离子的种类和数量对金属离子负载的牢固程度、数量、均匀程度等起着至关重要的作用。故采用离子色谱分析催化剂上和浸渍液中残存阴离子的浓度，对催化剂的研制有着重要意义。 为生产环保型的清洁能源，脱硫技术是石油炼制过程中的一项重要工艺。目前常用的脱硫技术有加氢转化脱硫、生物脱硫、沸石脱硫等，通过燃烧炉-离子色谱法来测定脱硫前后石油中含硫总量，可以估算脱硫工艺的效率，且为脱硫工艺提供数据支持。除此之外，对于脱硫剂有效成分的评价也是脱硫工艺的重要项目。目前常用的脱硫剂N-甲基二乙醇胺(MDEA)在脱硫过程中，受环境温度、周边介质的影响，会发生降解，而降低脱硫效能。例如碱性的 MDEA 会与生产中的各种酸性气体生成热稳态盐，如甲酸盐、乙酸盐、亚硫酸盐、硫酸盐等，故测定脱硫剂中这些热稳态盐，可以间接评价脱硫剂的脱硫效能。利用离子色谱法可以快速检测脱硫剂中的有效成分，脱硫后热稳定盐，综合评价脱硫剂。 4. 油田废水表征 油田废水常含有 C1、Br、NO3、SO4²等无机阴离子，为了防止外排的油田污水对于自然界水体的污染，需对这类废水进行检测。采用离子色谱法分析油田废水中无机阴离子的含量，，可可以废水处理工艺的完善提供依据。 总之，同其他领域一样，离子色谱在石油领域有着广阔的应用前景。如果加强这方面的研究和开发工作，特别是石油化工样品的预处理工作，离子色谱在这一领域的应用必将有更大发展。 第页共页