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1、第21卷 第1期甘肃科技Vol.21No.12005年1月GansuScienceandTechnologyJun.2005红外吸收光谱法测量石油产品酸度(值)112刘亚儒,赵 霞,陈 蕊(1.兰州石化公司自动化研究院,甘肃兰州 730060;2.兰州炼油化工总厂设备维修公司,甘肃 兰州730060)摘 要:在线红外酸值(度)分析仪是采用红外吸收光谱法,实时检测分析油品的酸值(度)的在线质量仪表。本文从吸光光度分析原理、红外吸收光谱分析法、数学模型建立等方面,阐述了红外吸收光谱法测量石油产品的酸度(值)的分析机理。关键词:红外吸
2、收光谱;在线红外酸值(度)分析仪;酸值(度);分析机理中图分类号:TB383会引起润滑油加速氧化。同时,皂类渐渐积集在油1 石油产品的酸值和酸度及对生产和应用中成为沉积物,破坏机器正常工作。的影响(3)柴油的酸度对柴油发动机工作状况有非常大的影响。酸度大的柴油会使发动机内的积炭增石油产品的酸度和酸值都是表明油品中含有酸加,这种积炭是造成活塞磨损和喷雾器喷嘴结焦的性物质的指标。中和100毫升石油产品中的酸性物原因。质所需的氢氧化钾毫克数,称为酸度(单位:由于石油产品的酸度(值)对石油炼制、存储,以mgKOH/100ml)。中和1克
3、石油产品中的酸性物质及石油产品品质的影响很大,因此对石油产品酸度所需的氢氧化钾毫克数,称为酸值(单位:mgKOH/(值)的检测是石油加工炼制工业中不可缺少的检测g)。所测得的酸度(值),为有机酸和无机酸的总值。项目之一,并且在炼油生产过程中迫切需要酸度但在大多数情况下,油品中没有无机酸存在,因此所(值)的在线分析,特别是在脱酸或注碱工艺的过程测定的石油产品酸度(值)几乎都代表有机酸(凡含中更是要求能及时得到酸度(值)的大小。然而目有羧基的化合物,统称为有机酸)的含量。油品中所前,对石油产品酸性的分析是采用人工化验的方法,含有的有
4、机酸主要为环烷酸,是环烷烃(主要是五碳其标准为《:GB264—83润滑油酸值测定分析法》和环)的羧基衍生物,通式为CnH2n1COOH。此外,还《GB258—77汽油、煤油、柴油酸度测定分析法》。有在贮存时因氧化生成的酸性产物。在重质馏分中这两种测定分析法都属于酸碱滴定法,分析所需时也含有高分子有机酸,某些油品中还含有酚、脂肪酸间长,而且人为误差较大,酸度(值)结果显示滞后,和一些硫化物、沥青质等酸性化合物。不能使操作人员及时得知油品生产质量情况从而调酸度(值)对生产和应用的影响:整操作参数来优化操作,难以适应工业连续自动生(1
5、)根据酸度(值)的大小,可判断油品中所含的产、检测控制质量的需要。酸性物质的量。油品中酸性物质的数量是随原料与综上所述,我们现在采用红外吸收光谱分析方油品精制程度而变化。一般来说,酸度(值)愈高,在法进行实时在线检测石油产品的酸度(值),减少或油品中所含的酸性物质就愈多,则油品精制程度越替代人工化验,及时监测油品酸度(值)的变化,以指低。导脱酸或注碱工艺的实施与平稳操作,并指导润滑(2)按酸度(值)可概略地判断油品对金属的腐油的精制生产;实现卡边操作提高收率,或者为先进蚀性质。有机酸的分子量越小,它的腐蚀能力越大。控制提供基本数
6、据,以提高油品质量。当存有水分时,即使是微量的低分子酸也有强烈的2 吸光光度分析原理腐蚀作用。石油馏分中的环烷酸虽属弱酸,在有水分情况下,对于某些有色金属也有腐蚀作用,特别是光在介质内传播时,介质中的束缚电子在光波对铅和锌,腐蚀结果是生成金属皂类。这样的皂类电场的作用下作受迫振动,因此光波要消耗能量来第1期 刘亚儒等:红外吸收光谱法测量石油产品酸度(值)109激发电子的振动,这些能量一部分又以次波的形式便能测得某种物质的存在。在此基础上,正确选择与入射波叠加成折射光波而射出介质。另外,由于分光系统及其光程长
7、度b,保证吸光度A的精度,就与周围原子和分子的相互作用,束缚电子受迫振动可用吸光度A的变化来表征这种物质的浓度。也的一部分能量将变为其他形式的能量,例如分子热就是说,通过测量入射光光强I0和出射光光强I,就运动的能量,这一部分能量损耗就是我们通常所指可以间接得到被测物质的浓度c。的介质对光的吸收。3 红外吸收光谱分析法朗伯—比耳定律(吸收定律)指出:当一束平行单色光垂直于介质平面进入介质时,光波的透过率1800年,英国天文学家S.W.Herschel发现了T随着光程长度b或吸收介质浓度c(单位:)的增大红外辐射线,使人们认识到在
8、可见光区末端还存在按指数规律衰减。即:一个红外光区,但红外光谱分析的理论和技术直到IAabc1900年前后才逐步建立和发展起来。至30年代,T==10=10(2-1)IO红外光谱已用于有机化合物的官能团鉴定。在收集其中:T-透过率;I0-入射光光强;了大量纯物质
