高效液相色譜的發(fā)展及其在煉油中的應(yīng)用

【摘要】高校液相色譜法是一種新型的檢測方法，它可以采用高壓的輸液方式，將單一或者混合的溶劑進行分離，從而分析試樣。本文通過對高效液相色譜的發(fā)展歷史著手，了解其構(gòu)造、工作原理并找出它的優(yōu)缺點，也對其在煉油廠中的應(yīng)用進行了整體分析。

【關(guān)鍵詞】高效液相色譜；煉油；應(yīng)用

高效液相色譜的概念是，其流動相并非固體，而是以液體為主體，將那些極性并不相同的單一溶劑、或者混合比例不相同的混合溶劑等液體，通過一種高壓的輸送液體的系統(tǒng)，壓入到色譜柱中去，其成分在色譜柱中得以分離，從而在高效液相色譜檢測器中分析、檢測試樣。高效液相色譜對煉油業(yè)有很大作用。目前，煉油、化工廠等產(chǎn)業(yè)都是國家經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)，而這些產(chǎn)業(yè)會產(chǎn)生很多工業(yè)廢水，尤其是苯酚及其降解的中間產(chǎn)物，高效液相色譜則由于可以分離和降解苯酚及其產(chǎn)物而成為煉油產(chǎn)業(yè)中重要的一環(huán)。

1、高效液相色譜的發(fā)展進程

1.1高效液相色譜的形成

1906年俄國的植物化學家次維特，首次提出了“色譜法”這個概念。高效液相色譜則是色譜分析的一種，隨著時間的推移，色譜技術(shù)一直在發(fā)展，1930年時，推出了氣相色譜法，隨后有對液相色譜法意義很大的氣-液相配的色譜法。高效液相色譜作為色譜分析法的一個分支，是以液體為流動相的。它是一種新型的分離和分析方法。到現(xiàn)在為止，高效液相色譜法的發(fā)展和運用都已經(jīng)很廣泛，特別是伴隨機械、電子、等技術(shù)的發(fā)展，尤其是將高壓泵和化學鍵等的固定更是對高效液相色譜的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。

1.2高效液相色譜與其它色譜的比較

首先與經(jīng)典液相色譜相比：

經(jīng)典液相

色譜固定相：

粗粒多孔裝在大口徑、長玻璃柱管內(nèi)靠重力流經(jīng)色譜柱溶質(zhì)的傳質(zhì)擴散速度慢柱效低分析時間長

高效液相

色譜固定相：

全多孔微粒裝在小口徑、短不銹鋼柱內(nèi)通過高壓輸液泵進入色譜柱溶質(zhì)的傳值擴散速度加快柱效高分析時間短

其次與氣相色譜法相比：二者相似之處非常多，后者分析時間短，速度快、靈敏、具有高選擇性，因此僅適用于分析那些不易達到沸點的樣品，不適于分析高沸點的有機物質(zhì)，如果要分析一些熱穩(wěn)定性差或者高分子的樣品，氣相色譜法則有明顯的局限性。而高效液相色譜法卻正好可以補氣相色譜法之不足，基本上80%的有機物都可以通過本文介紹的高效液相色譜法來進行分析。

2、高效液相色譜的概述

2.1高效液相色譜的特點

優(yōu)點分辨率高，選擇最佳固定相和流動相分離速度快、十幾到幾十分鐘可完成、精度高、重復性高、可反復使用、品易回收應(yīng)用范圍廣：高沸點大分子、熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)

缺點1需高壓、一般可達150～350×105Pa

2易產(chǎn)生柱外效應(yīng)，使柱效率降低

（注：柱外效應(yīng)：在柱子外的一些死角空間中，比如柱的接頭等，在進樣到檢測器之間，流動相的一些變化比如流型的改變會影響色譜峰的寬度等。）

2.2高效液相色譜的分類

色譜法按兩相的物理狀態(tài)分類：氣相色譜法（分離揮發(fā)性強的物質(zhì)時多采用此法）和液相色譜法（分離低揮發(fā)物質(zhì)時多采用此法）。高效液相色譜如果按分離機制不同而分類，則可分成吸附色譜、親和色譜、分配色譜、體積排阻色譜、離子交換色譜。這里詳細解釋一下以上幾種分類，其中，吸附色譜的固定相是固體的吸附劑，而流動相則是不同極性的溶劑，這樣可以根據(jù)不同的吸附劑的吸附能力來分離樣品；親和色譜是靠鏈接和待分離的樣品之間結(jié)合能力親和能力的不同而實現(xiàn)的色譜法，這是一種可逆向進行的結(jié)合，流動相改變時，結(jié)合的二者也能發(fā)生分離；分配色譜的固定相為液體，這里存在很大差異性，即在帶測的樣品在流動相和固定相中的分配系數(shù)不同，由此也就出現(xiàn)了正相（固定相極性>流動相極性）、反相（固定相極性<流動相極性）兩種分配色譜、體積排阻色譜由于其固定相是多孔性凝膠，這種色譜法的分離原理是靠其樣品在固定相中的體積阻滯現(xiàn)象而實現(xiàn)的，又根據(jù)流動相是水還是有機溶劑，這種色譜法也可以分為凝膠過濾色譜法和凝膠滲透色譜法；離子交換色譜的固定相是離子交換劑，是通過離子的交換作用實現(xiàn)的，這些離子一部分來自可電離的離子交換樹脂，一部分來自于流動相中的溶質(zhì)，它們的離子交換力不同從而得以分離。

2.3高效液相色譜的結(jié)構(gòu)

首先是進樣裝置：將待分析樣品引入到色譜系統(tǒng)中。種類有注射器（進樣壓力小于150×105Pa時）、閥進樣、停流進樣（進樣壓力大于150×105Pa時）、自動進樣等。其次是高壓泵：色譜柱在高效液相色譜的使用中一般是非常細小的，固定相顆粒也很小，這會對在柱中的流動相會產(chǎn)生很大阻力，所以流動相的速度很遲緩，常壓下柱效一定很低，分離的時間自然會變長，若想改變這一現(xiàn)象，就要對流動相施加較大的壓力，這樣流速加快了，分離時間也會變短，這就是高壓泵的作用。高效液相色譜的高壓泵有兩種，分別是氣動放大泵和往復式柱塞泵。再次是色譜柱：作為色譜儀中最為重要的心臟部件，色譜柱的發(fā)展方向為把柱徑和顆粒度從而達到柱效的提高。當需要耐高壓時，用銅管、鋁管來制作色譜柱管，可以應(yīng)對有些腐蝕性高的樣品，否則平時可用不銹鋼管來制作，這種不銹鋼是采用厚壁玻璃管或者內(nèi)壁拋光的。然后是檢測裝置：主要用于監(jiān)測經(jīng)色譜柱分離后的組分濃度的變化，并由記錄儀繪出譜圖來進行定性、定量分析。通常的檢測器有熒光檢測器、電導檢測器、光電二極管陣列檢測器、紫外光度檢測器、差示折光檢測器。之后是梯度洗提裝置：分為低壓梯度和高壓梯度。梯度洗提在分離中通過一些程序來改變載液中溶劑的配備比例和極性，由此提高分離因素和效果。其中低壓梯度是常壓下預先混合不同極性的溶劑，而高壓梯度則是通過高壓泵將混合室重點溶劑壓入色譜柱。最后是數(shù)據(jù)處理裝置：可以用記錄儀來把分析的數(shù)據(jù)繪制成圖，也可以對數(shù)據(jù)進行記錄、處理和分析。

3、高效液相色譜在煉油產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用

煉油廠化驗室引進高效液相色譜儀，得益于其靈敏度高，尤其現(xiàn)在有一種色譜儀最低檢測限可達10-12g/mL，進樣過程也從以前的人工手動發(fā)展成了全自動進樣，大大減少了人工人力，同時更能減小誤差。高效液相色譜法可以測定很多煉油產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生的成分，比如它可以用于煉油廠加氫航煤中T501含量的控制分析。我們知道煉油產(chǎn)業(yè)的高效與否取決于采油的產(chǎn)量，因此采油微生物的發(fā)酵菌液中的有機酸種類、含量和變化趨勢都是我們需要關(guān)注的問題，而有機酸種類的分離條件就可以依靠高效液相色譜儀的工作原理來實現(xiàn)，并可以給出流動相最佳pH值選擇通式。高效液相色譜法適于分析易分解易揮發(fā)、不穩(wěn)定、分子量大的有機化合物，也可以滿足對微生物開發(fā)利用研究檢測需求。高效液相色譜在煉油產(chǎn)業(yè)中國還有一個重要的應(yīng)用，就是對廢水中苯酚的測定。煉油業(yè)會產(chǎn)生含有酚及其衍生物的工業(yè)廢水，這些苯酚在水體中富集，污染和危害很大，通過高效液相色譜法可以分離和測定苯酚的中間產(chǎn)物：間苯二酚、鄰苯二酚和苯醌等。這些測定和分析都對煉油業(yè)起著很大的作用。

4、結(jié)論

高效液相色譜是色譜法的一種，它由氣相色譜和液相色譜相結(jié)合而來，由于其分離速率快、反應(yīng)靈敏、選擇度高等優(yōu)勢，目前高效液相色譜發(fā)的發(fā)展異常迅速，應(yīng)用也相當廣泛。本文通過分析高效液相色譜法的使用原理和優(yōu)缺點來分析其在煉油產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。當然，高效液相色譜法仍存在一些不足，比如由于其流動相由很多溶劑混合而成，與氣相色譜法相比成本高，污染大。所以，希望通過本文的講解能使其得到大家的重視從而得以解決，使樣品分析能有更方便精準的方法，也希望在煉油等化工產(chǎn)業(yè)中可以發(fā)揮更好的作用。

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