助力碳中和，岛津石油化工应用解决方案！

我国正将“碳达峰”、“碳中和”气候承诺纳入经济社会发展和生态文明建设整体布局中，绿色低碳与智能化发展已成为全球共识。石油化工是以石油和天然气为原料的化学工业，是我国的支柱产业部门之一，也是碳排放重要来源之一，而分析仪器检测技术又是石油化工行业重要质量安全保障。气相色谱仪广泛应用到绿色石化分析检测中。岛津气相色谱走过了60多年的历史长河，从最早的GC-1A到最新型号Nexis GC-2030，岛津的气相始终秉持聆听客户的声音，不断改进、优化产品的设计理念，匠心打造，实现FID、TCD等通用检测器的世界最高灵敏度和良好的分析再现性，Click-Tek技术，使得进样口维护和色谱柱连接进入全新智能时代。智能规、智能灯从细微之处提升用户使用体验。在“石油化工分析技术与应用”主题网络研讨会上，岛津资深应用工程师讲解了《岛津系统气相在石化行业的应用》，报告得到了与会者的积极响应，纷纷留言互动，代表性提问有：

•问1：岛津BID的应用解决方案；

•问2：气体中杂质分析方案；

•问3：Ne能达到ppb的检测，具体是什么检测器；

•问4：不同样品，对应不同载气吗？

解决方案、应对之策，请往下看！

▍石油化工整体解决方案

石油化工原料主要为来自石油炼制过程产生的各种石油馏分和炼厂气，油田气、天然气等。石油炼制生产的汽油、煤油、柴油、重油以及天然气是当前主要能源的主要供应者，对于石油化工各个环节的检验、检测就显得尤为重要。已有的ASTM, UOP应用解决方法如图1所示。岛津公司作为著名的测试仪器、医疗器械及工业设备的制造厂商，成立于1875年，以实现“为了人类和地球的健康”这一愿望作为公司的经营思想，“以科学技术向社会做贡献”的创业宗旨，不断钻研领先时代、满足社会需求的科学技术，为客户提供石油化工行业整体解决方案，助力“碳达峰”、“碳中和”。为了让更多用户了解和使用已有解决方案，推出了《岛津石油化工分析解决方案》，助力石化行业，提升分析、检测能力。

图1 岛津GC应对ASTM、UOP标准方法

此次网络研讨会上，与会者对岛津BID通用性检测器很关注，相应的应用方案很感兴趣，结合报告内容，岛津特色方案和典型方案整理如下。

表1 岛津特色方案和典型应用方案

▍特色方案-岛津利器BID检测器

岛津公司开发了一款新型的通用型检测器BID(Barrier Discharge Ionization Detector)，即介质阻挡放电等离子体检测器。其原理是在氦气中，通过在石英玻璃管（绝缘介质）上加高电压，产生氦等离子体。色谱柱流出的组分在氦等离子体的能量轰击下离子化，收集极收集产生的离子，形成电流，输出色谱峰。岛津推出《岛津高灵敏度气相色谱系统Tracera应用文集》：

• 灵敏度高，BID检测器的灵敏度是TCD的100倍以上，完美应用到化工溶剂中微量水分析，检测限0.5ppm；

• 应用广，BID检测器的灵敏度是FID的2倍以上，对甲酸、甲醛、甲胺等在FID上响应不高的物质，能很好地进行分析；

• 扩展灵活，BID检测器与阀组合结合，应用到天然气、炼厂气超快速分析，6min内完成分析，硫化氢的检测限<2ppm。

图2 GC-2030主机及BID检测原理

图3 BID检测器分析水和甲酸

图4 BID和FID检测器结合分析炼厂气

▍特色方案-岛津高纯气体分析方案

高纯气是研究气体纯度分析与其中痕量杂质测定的专业学科，气体纯度分析采用扣除杂质的差减法计算，气体纯度分析实际是对气体中微量或者痕量的气体检测。高纯气包括：高纯H2, O2, N2, CO, CO2等永久性气体；高纯He, Ne, Ar, Kr, Xe,等稀有气体；高纯Cl2, H2S, NH3, PH3, SiH4等特种气体。随着我国经济的高速发展，石油化工生产，半导体工业，环境分析和科学研究等对高纯气不仅在数量上、质量上、种类上都不断提出新的要求，气体纯度越来越高。

脉冲氦离子化检测器PDHID，灵敏度高，性能稳定，其能放出高能光子能量(17.7eV)，为通用型检测器，是检测分析痕量气体的利器。岛津公司自进入中国以来，一直积极应对石化、高纯气体、工业气体等行业的需要，及时提供整体解决方案，满足用户应用需求，《岛津高纯气体分析解决方案》。

图5 PDHID检测器分析高纯氩气中微量杂质

图6 PDHID检测器分析高纯氦气中微量杂质5ppm（Ne 检测限0.02ppb）

▍岛津典型方案-炼厂气方案

石油炼厂副产的气态烃，主要来源于原油蒸馏、催化裂化、热裂化、石油焦化、加氢裂化、催化重整、加氢精制等过程。炼厂气加工是石油炼厂的重要任务之一，加工流程的选择取决于炼厂气的产量、组成和产品要求。炼厂气分析解决方案涵盖了从C1-C5, C6+的反吹，由氦气作载气，TCD分析永久性气体的浓度下限是：O2, N2, CO, CO2为50ppm, H2S为500ppm,用氩气或氮气作载气，TCD分析氢气的下限是50ppm,烃类分析使用FID最低检测限是10ppm。岛津提供多种配置用于炼厂气和扩展炼厂气分。表1列举已有的应对方案。对于炼厂气中微量CO,CO2，采用5阀9柱，MTN（甲烷转化炉）, TCD检测器, dual FID检测器，一次进样，满足分析要求。

图7 岛津超快速炼厂气典型色谱图

▍岛津典型方案-液化石油气方案

液化石油气作为化工原料或工业和民用燃料，在我国的能源结构中占着非常重要的地位。《NB/SH/T 0230-2019 液化石油气组成的测定 气相色谱法》用于含有含氧化物的液化石油气中烃类和含氧化合物（二甲醚、甲基叔丁基醚、丙酮和甲醇等）组成的测定，一次进样，检测分析所有组分。

图8 岛津液化气分析流路图

图9 液化气色谱图

▍岛津典型方案-微量硫化物分析方案

原油和天然气中存在硫化物，在炼制和石化产品中普遍存在的硫化物通常是小分子、极性和活泼的化合物。微量硫化物容易导致高效催化剂中毒、失活，导致聚合反应速度减慢，生产成本高，产品品质下降。

图10 微量硫化物色谱图

▍岛津典型方案-温室气体和二氧化碳催化还原分析方案

碳达峰和碳中和是我国“十四五”时期必须着手推进的一项重点工作。习近平总书记提出2030年前中国二氧化碳排放达到峰值、努力在2060年之前实现碳中和的两个阶段奋斗目标。二氧化碳过渡排放引发全球变暖，危机全人类生存。核算温室气体排放情况，摸清碳排放家底，是碳达峰碳中和工作的第一步，也是关键一步。岛津作为国际知名企业，致力于 “为了人类和地球的健康”这一愿望作为公司的经营思想，推出了《温室气体解决方案》、《二氧化碳催化还原方案》，助力碳达峰和碳中和。

图11 典型温室气体分析色谱图

图12 典型二氧化碳催化还原分析色谱图

▍文末福利

如需要《岛津石油化工分析解决方案》、《岛津高纯气体分析解决方案》及典型应用报告，请与我们联系。更多专业应用资讯、行业领域解决方案，请关注岛津应用云。

撰稿人：彭树红