烯烴是人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)生活的重要原料之一，它是含有碳碳雙鍵的一類碳?xì)浠衔�，通過(guò)聚合反應(yīng)能形成具有各種特性與牌號(hào)的功能高分子材料，經(jīng)過(guò)再加工成型為眾所熟知的塑料器具、管材、人造纖維、合成橡膠等，滿足并豐富人們多彩的物質(zhì)生活需求。烯烴中不僅有常量組分，還有微量物質(zhì)，它們共同影響著最終加工成型材料的特性。烯烴中乙烯、丙烯，一直被譽(yù)為石油化工的基石，如今，乙烯被視為定義化工產(chǎn)業(yè)水平的關(guān)鍵指標(biāo)，丙烯則被稱為化工產(chǎn)業(yè)鏈延伸的重要基礎(chǔ)原料。我國(guó)現(xiàn)有⼄烯產(chǎn)能約4200萬(wàn)噸/年，丙烯產(chǎn)能約5000萬(wàn)噸/年，預(yù)計(jì)到“十四五”末，國(guó)內(nèi)⼄烯產(chǎn)能將達(dá)到6500萬(wàn)噸/年，丙烯產(chǎn)能將達(dá)到7200萬(wàn)噸/年。市場(chǎng)需求帶動(dòng)烯烴的增長(zhǎng)動(dòng)力持續(xù)強(qiáng)勁，對(duì)于高品質(zhì)烯烴質(zhì)量的要求也更加嚴(yán)格。
常見(jiàn)的乙烯、丙烯和丁烯等烯烴主要源于能源化工生產(chǎn)，不同廠家烯烴的生產(chǎn)工藝路線各異，既有石油催化裂化和裂解產(chǎn)生，也能從煤基合成氣進(jìn)行制備，組成比較復(fù)雜，往往含有大量烷烴、烯烴，同時(shí)還存在微量的雜質(zhì)如極性的含氧化合物等。這些雜質(zhì)不僅增加了烯烴聚合加工過(guò)程的氫耗和催化劑損耗，也影響了聚合烯烴的等級(jí)與品質(zhì)。常規(guī)的氣相色譜方法需要多次進(jìn)樣并更換不同色譜柱才能完成烯烴中的主要成分和各種雜質(zhì)分析。有沒(méi)有一種簡(jiǎn)便方法，一次進(jìn)樣就能實(shí)現(xiàn)烯烴中常量組分和微量物質(zhì)的分析呢？答案是肯定的。
想要“一招搞定”，實(shí)現(xiàn)如此復(fù)雜樣品的高效率分離，就不得不提“先進(jìn)流路技術(shù)”。
先進(jìn)流路技術(shù)——實(shí)現(xiàn)復(fù)雜組成的高效分離
先進(jìn)流路技術(shù)是什么？
島津公司的先進(jìn)流路技術(shù)（Advanced Flow Technology，簡(jiǎn)稱AFT）是采用新型流路控制技術(shù)的毛細(xì)管分析系統(tǒng)，可以高精度地將目標(biāo)成分從復(fù)雜的原始樣品中分離出來(lái)，實(shí)現(xiàn)高分離度并提高分析工作效率。它主要分為四種方式：反吹，檢測(cè)器分流，檢測(cè)器切換和中心切割。
主要特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景
各控制方式的主要特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景示例如下。
中心切割——簡(jiǎn)單實(shí)用的二維色譜分離
中心切割是二維氣相色譜常用的一種操作方式，通過(guò)無(wú)閥自動(dòng)氣體控制實(shí)現(xiàn)在設(shè)定時(shí)間段被分離物質(zhì)切換流向，從第一根色譜柱一維模式進(jìn)入第二根色譜柱二維模式分離。與全二維氣相色譜中需要將所有一維分析組分再通過(guò)第二維分離的方式相比，采用中心切割后，可以根據(jù)需要選擇一維色譜中難以分離的組分進(jìn)入二維色譜繼續(xù)分離，其他組分則在一維色譜中被分析檢測(cè)。
目前在能源化工分析領(lǐng)域已有很多標(biāo)準(zhǔn)方法都采用了中心切割二維色譜方法，常見(jiàn)的列于下表。對(duì)于烯烴分析，現(xiàn)在仍通過(guò)不同的方法去分別檢測(cè)其中的含氧化合物和烴組成，影響分析效率，中心切割的方法有望在未來(lái)烯烴分析工作中大放光彩。
應(yīng)用案例分享——烯烴的中心切割色譜分離
GC-2010Pro氣相色譜儀
分析條件
進(jìn)樣方式：高壓液體閥，0.2μL內(nèi)置定量環(huán)；六通進(jìn)樣閥，500μL定量環(huán)
進(jìn)樣口溫度：150℃；分流比：3:1；FID檢測(cè)器溫度：200℃
柱溫程序：60℃(3min)→15℃/min→150℃(2min)→15℃/min→170℃(6min)
色譜柱：Lowox 10m×0.53mm×10μm（1st柱）；PLOT Al2O3/S50m×0.53mm×15μm（2nd柱）；Rtx-1 1.8m×0.32mm×5μm（平衡柱）
典型二維色譜圖
中心切割二維氣相色譜法通過(guò)特殊的接口，兩種分離機(jī)理不同的色譜柱串接在一起，將第一根色譜柱難分離的部分轉(zhuǎn)移到第二根色譜柱做進(jìn)一步分離分析。
重復(fù)性和檢出限
采用中心切割技術(shù)，對(duì)烯烴樣品連續(xù)進(jìn)樣6次，計(jì)算各組分的重復(fù)性和檢出限(S/N=3)，結(jié)果顯示該方法對(duì)含氧化合物的檢出限<1 ppm，重復(fù)性RSD<0.4%；烴類檢出限<0.4 ppm，重復(fù)性RSD<0.5%。
結(jié)語(yǔ)
“十四五”期間我國(guó)烯烴產(chǎn)能持續(xù)攀升，尤其是高品質(zhì)烯烴新工藝與新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)水平不斷提高，將對(duì)化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展起到積極促進(jìn)作用。島津先進(jìn)流路控制的中心切割二維色譜可以有效應(yīng)對(duì)愈加嚴(yán)格的烯烴質(zhì)量控制，一招搞定烯烴中復(fù)雜常量和微量化合物組成分析，提高質(zhì)量分析能力和工作效率。
