石油化工离子色谱应用分析

摘要：离子色谱是HPLC高效液相色谱的一种，主要用于分析液相中阴阳离子。离子色谱是目前应用十分广泛的一种检测方法，通过检测液相样品中的卤素、硫酸根、硫代硫酸根等阴离子，可以完成废水排放达标检测、石油化工样品质量检测、食品安全检测、冶金工艺水样检测等质量控制工作，离子色谱法已经成为工艺控制部门的常用技术之一。石油化工是石油化学工业的简称，以石油为原材料，通过裂解、分离等途径获得一系列石油产品和石油化工产品，如甲醇、甲醛、乙醇等。石油化工是现代工业体系中十分重要的组成，诸多生产生活的原材料都是从石油化工工厂中产出的，同时，石油化工也是废水、废气排放的主要源头，为了避免造成大面积的环境污染，控制石油化工废水废气排放质量势在必行。本文从离子色谱在石油化工领域的应用入手，进行分析和探讨。

关键词：离子色谱；石油化工；应用

在石油化工领域中，测定某种离子的含量通常是探究地层中剩余油饱和度、油气之间物质、油田水受干扰情况等环节中常用的方法。传统的石油化工系统中沿用多年的是相对复杂、烦琐的化学分析方法，比如，重量法、原子吸收法等，不仅离子间相互干扰严重准确度还不高。离子色谱法的应用能够有效提高石油化工领域中对阴阳离子的检测灵敏度和准确度，并且可以直接测得一价阳离子含量，阴离子测定范围也有所扩大，是石油化工领域中重要的技术之一。

1离子色谱法概述

离子色谱法是一种用电导检测器连续检测离子交换树脂分离出的物质电导变化的色谱方法，利用的是离子能够被分离、检测的特点。离子色谱法根据不同的离子分离方式可划分为HPIC离子交换色谱法、HPIEC离子排斥色谱法、MPIC离子对色谱法。随着研究的不断深入，离子色谱法的检测范围已经从无机阴阳离子扩大至糖类、氨基酸、蛋白质、生物碱等有机物，甚至逐渐进入法医学领域。随着离子色谱法的应用范围逐渐扩大，离子色谱法的前处理环节也进行了相应的改变，从简单的转化、浓缩、富集转为将液相处理成能够满足离子色谱法应用要求，能够保护色谱柱，能够将有机元素转化成无机阴阳离子。离子色谱法有其他分析测定方法没有的优势：检测速度快、灵敏度高、选择性优秀、可以同时测定多种离子化合物、稳定性高。离子色谱法用于常见阴阳离子的分离和测定，比如，氟离子、氯离子、溴离子、硝酸根离子、亚硝酸根离子、硫酸根离子、磷酸根离子等常见阴离子和锂、钠、铵根离子、钾、镁、钙等常见阳离子的检测耗时通常在10min以内。离子色谱法的检测浓度范围在ug和mg之间，比如，当进样量为50uL时，可检出离子的最小范围是10ug/L。离子色谱法可以通过不同的分离、检测系统来完成有机、无机阴阳离子的选择性检测，大多数液相检测中前处理环节只需要做稀释和过滤，只有少数情况复杂的检测才需要做额外处理。在离子色谱法中，苯乙烯、二乙烯苯聚合物是常见的填料，这种树脂填料在高pH值范围内也能够保持很好的稳定性，不会因为强酸或强碱淋洗液而出现化学变化，因此，应用范围广，结果产出稳定性高。

2离子色谱法在石油化工领域的应用分析

离子色谱法在石油化工领域的应用范围主要是油气田的勘探开发、油田水分析等环节。

2.1离子色谱在油气田勘探开发中的应用

石油开采是石油化工产业的基础性工作，是保证石油化工产业产能的重要前提。在石油开采过程中，油气田勘探十分重要，不仅能够探明地下油气田的位置、大致储量，还能够追踪油田开采过程中剩余油的饱和度等参数，有助于开采工作人员及时调整开采方式，保证石油开采的质量和效率。油田中的地层水和注入水都在与石油、天然气接触过程中，会衍生成为高矿化度、高有机物浓度、含大量不溶性颗粒物的特殊状态，分析油田水有助于开采技术人员了解地下油气田的演化进度，判断油气田类型，调整钻井液的配比，提高石油开采的质量和安全程度。在油气田勘探环节中，示踪剂是比较重要的检测辅助工具，常用的示踪剂为溴，通过检测溴的含量能够有效了解地下油田中剩余油的饱和度、油水的连通性等情况。传统石油化工生产中，检测溴的技术主要是分光光度法、碘量法等，检测质量和稳定性不足以满足石油化工生产工作需求，改为离子色谱法后检测的准确度、有效率有所上升。常用于检测溴的离子色谱法中以IonPacAS19-HC型分离柱为离子分离交换柱，以氢氧化钾溶液为淋洗液，分离液相中的溴离子来进行电导检测。

2.2离子色谱在油田水分析中的应用

注水是目前世界范围内地下油田开采的主要开发方式，通过注水一方面可以驱动石油向开采井处汇聚，提高开采质量和效率，另一方面，可以填充石油开采后留下的地下空洞，避免地下岩层结构出现大面积、突然变化。但随着注水开采的不断深入，地下油田中水量越来越多，油田水中的常量离子浓度必然会因注水干扰而发生变化，逐渐偏离原始的浓度特征，且这种偏离难以恢复。但如果技术人员能够准确分析油田水离子浓度的变化规律，还是能够借此了解地下油气田中剩余油饱和度等方面的参数变化，推测出地下石油受到注水干扰的程度，反映出储层的连通性，从而提高注水井、开采井的分布质量，提高石油开采效率。以安棚油田为例，通过离子色谱法可直接测得不同井中油田水的离子含量，通过阴阳离子的测定可以明确划分注水井、浅层储层、中层储层、深层储层中油田水离子含量的差异性，掌握注入水矿化的时间和程度，为避免离子含量升高结成水垢做好准备和预防措施。要想预防水垢，检测的对象主要是碱金属离子、铵根离子等阳离子，离子分离交换柱以IonPacCS10和IonPacCS12A为主。

2.3离子色谱在石油炼制过程中的应用

石油炼制过程中，离子色谱主要用于分析催化剂、浸渍液中阴离子浓度，快速检验脱硫剂中的有效成分，辅助石油炼制技术水平的发展。在石油炼制领域中催化剂、脱硫剂是比较重要的两个部分，催化剂主要分为加氢催化剂、重整催化剂、裂化催化剂等，用于不同环节的石油炼制；脱硫剂是提升石油炼制过程环保水平的重要试剂，脱硫剂效能直接影响能源的清洁程度。技术人员通过分析和测定催化剂上残留阴离子浓度，可以掌握催化剂负载过程中金属离子的活性程度，因为不同种类和数量的阴离子对金属离子的活性程度有比较明显的影响，研究残存的阴离子浓度能够引导催化剂的进一步研究和进步。技术人员通过分析检测脱硫剂中的有效成分，能够了解热稳定盐的生成效果，间接了解脱硫剂的脱硫效能，因为酸性气体与脱硫剂会产生甲酸盐、亚硫酸盐、硫酸盐等热稳定盐。

2.4离子色谱在石油化工废水处理中的应用

在石油化工废水中，氯离子、溴离子、硝酸根离子、硫酸根离子等都是废水处理的主要对象，含有高浓度离子的废水如果直接排入自然水体，必然导致水体污染问题，因此，油田和石油加工工厂中的废水处理环节都需要将这些离子的处理效果作为废水处理达标与否的衡量标准。离子色谱法能够帮助技术人员迅速检测出待排放废水中的阴阳离子浓度。作为废水处理是否达标的衡量手段，离子色谱法也是推动石油化工领域废水处理技术优化、完善的重要参考值来源，尽可能提高石油化工产业对环境的友好程度。

3结语

目前，离子色谱已经成为很多领域中的重要检测手段，为如石油化工产业的发展提供了重要参考数据，未来离子色谱还拥有更加广阔的发展空间。我国还需要继续进行离子色谱技术的研究和应用，进一步扩大其使用范围，充分发挥离子色谱技术的价值和作用。

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作者：林桢楠 单位：浙江石油化工有限公司