高效液相色谱的发展及其在炼油中的应用

高效液相色谱的发展及其在炼油中的应用

【摘要】高校液相色谱法是一种新型的检测方法，它可以采用高压的输液方式，将单一或者混合的溶剂进行分离，从而分析试样。本文通过对高效液相色谱的发展历史着手，了解其构造、工作原理并找出它的优缺点，也对其在炼油厂中的应用进行了整体分析。

【关键词】高效液相色谱；炼油；应用

高效液相色谱的概念是，其流动相并非固体，而是以液体为主体，将那些极性并不相同的单一溶剂、或者混合比例不相同的混合溶剂等液体，通过一种高压的输送液体的系统，压入到色谱柱中去，其成分在色谱柱中得以分离，从而在高效液相色谱检测器中分析、检测试样。高效液相色谱对炼油业有很大作用。目前，炼油、化工厂等产业都是国家经济发展的基础，而这些产业会产生很多工业废水，尤其是苯酚及其降解的中间产物，高效液相色谱则由于可以分离和降解苯酚及其产物而成为炼油产业中重要的一环。

1、高效液相色谱的发展进程

1.1高效液相色谱的形成

1906年俄国的植物化学家次维特，首次提出了“色谱法”这个概念。高效液相色谱则是色谱分析的一种，随着时间的推移，色谱技术一直在发展，1930年时，推出了气相色谱法，随后有对液相色谱法意义很大的气-液相配的色谱法。高效液相色谱作为色谱分析法的一个分支，是以液体为流动相的。它是一种新型的分离和分析方法。到现在为止，高效液相色谱法的发展和运用都已经很广泛，特别是伴随机械、电子、等技术的发展，尤其是将高压泵和化学键等的固定更是对高效液相色谱的发展起着至关重要的作用。

1.2高效液相色谱与其它色谱的比较

首先与经典液相色谱相比：

经典液相

色谱 固定相：

粗粒多孔 装在大口径、长玻璃柱管内 靠重力流经色谱柱 溶质的传质扩散速度慢 柱效低 分析时间长

高效液相

色谱 固定相：

全多孔微粒 装在小口径、短不锈钢柱内 通过高压输液泵进入色谱柱 溶质的传值扩散速度加快 柱效高 分析时间短

其次与气相色谱法相比：二者相似之处非常多，后者分析时间短，速度快、灵敏、具有高选择性，因此仅适用于分析那些不易达到沸点的样品，不适于分析高沸点的有机物质，如果要分析一些热稳定性差或者高分子的样品，气相色谱法则有明显的局限性。而高效液相色谱法却正好可以补气相色谱法之不足，基本上80%的有机物都可以通过本文介绍的高效液相色谱法来进行分析。

2、高效液相色谱的概述

2.1高效液相色谱的特点

优点 分辨率高，选择最佳固定相和流动相 分离速度快、十几到几十分钟可完成、精度高、 重复性高、可反复使用、品易回收 应用范围广：高沸点大分子、热稳定性差的物质

缺点 1需高压、一般可达150～350×105Pa

2易产生柱外效应，使柱效率降低

（注：柱外效应：在柱子外的一些死角空间中，比如柱的接头等，在进样到检测器之间，流动相的一些变化比如流型的改变会影响色谱峰的宽度等。）

2.2高效液相色谱的分类

色谱法按两相的物理状态分类：气相色谱法（分离挥发性强的物质时多采用此法）和液相色谱法（分离低挥发物质时多采用此法）。高效液相色谱如果按分离机制不同而分类，则可分成吸附色谱、亲和色谱、分配色谱、体积排阻色谱、离子交换色谱。这里详细解释一下以上几种分类，其中，吸附色谱的固定相是固体的吸附剂，而流动相则是不同极性的溶剂，这样可以根据不同的吸附剂的吸附能力来分离样品；亲和色谱是靠链接和待分离的样品之间结合能力亲和能力的不同而实现的色谱法，这是一种可逆向进行的结合，流动相改变时，结合的二者也能发生分离；分配色谱的固定相为液体，这里存在很大差异性，即在带测的样品在流动相和固定相中的分配系数不同，由此也就出现了正相（固定相极性>流动相极性）、反相（固定相极性<流动相极性）两种分配色谱、体积排阻色谱由于其固定相是多孔性凝胶，这种色谱法的分离原理是靠其样品在固定相中的体积阻滞现象而实现的，又根据流动相是水还是有机溶剂，这种色谱法也可以分为凝胶过滤色谱法和凝胶渗透色谱法；离子交换色谱的固定相是离子交换剂，是通过离子的交换作用实现的，这些离子一部分来自可电离的离子交换树脂，一部分来自于流动相中的溶质，它们的离子交换力不同从而得以分离。

2.3高效液相色谱的结构

首先是进样装置：将待分析样品引入到色谱系统中。种类有注射器（进样压力小于150×105Pa时）、阀进样、停流进样（进样压力大于150×105Pa时）、自动进样等。其次是高压泵：色谱柱在高效液相色谱的使用中一般是非常细小的，固定相颗粒也很小，这会对在柱中的流动相会产生很大阻力，所以流动相的速度很迟缓，常压下柱效一定很低，分离的时间自然会变长，若想改变这一现象，就要对流动相施加较大的压力，这样流速加快了，分离时间也会变短，这就是高压泵的作用。高效液相色谱的高压泵有两种，分别是气动放大泵和往复式柱塞泵。再次是色谱柱：作为色谱仪中最为重要的心脏部件，色谱柱的发展方向为把柱径和颗粒度从而达到柱效的提高。当需要耐高压时，用铜管、铝管来制作色谱柱管，可以应对有些腐蚀性高的样品，否则平时可用不锈钢管来制作，这种不锈钢是采用厚壁玻璃管或者内壁抛光的。然后是检测装置：主要用于监测经色谱柱分离后的组分浓度的变化，并由记录仪绘出谱图来进行定性、定量分析。通常的检测器有荧光检测器、电导检测器、光电二极管阵列检测器、紫外光度检测器、差示折光检测器。之后是梯度洗提装置：分为低压梯度和高压梯度。梯度洗提在分离中通过一些程序来改变载液中溶剂的配备比例和极性，由此提高分离因素和效果。其中低压梯度是常压下预先混合不同极性的溶剂，而高压梯度则是通过高压泵将混合室重点溶剂压入色谱柱。最后是数据处理装置：可以用记录仪来把分析的数据绘制成图，也可以对数据进行记录、处理和分析。

3、高效液相色谱在炼油产业中的应用

炼油厂化验室引进高效液相色谱仪，得益于其灵敏度高，尤其现在有一种色谱仪最低检测限可达10-12g/mL，进样过程也从以前的人工手动发展成了全自动进样，大大减少了人工人力，同时更能减小误差。高效液相色谱法可以测定很多炼油产业产生的成分，比如它可以用于炼油厂加氢航煤中T501含量的控制分析。我们知道炼油产业的高效与否取决于采油的产量，因此采油微生物的发酵菌液中的有机酸种类、含量和变化趋势都是我们需要关注的问题，而有机酸种类的分离条件就可以依靠高效液相色谱仪的工作原理来实现，并可以给出流动相最佳pH值选择通式。高效液相色谱法适于分析易分解易挥发、不稳定、分子量大的有机化合物，也可以满足对微生物开发利用研究检测需求。高效液相色谱在炼油产业中国还有一个重要的应用，就是对废水中苯酚的测定。炼油业会产生含有酚及其衍生物的工业废水，这些苯酚在水体中富集，污染和危害很大，通过高效液相色谱法可以分离和测定苯酚的中间产物：间苯二酚、邻苯二酚和苯醌等。这些测定和分析都对炼油业起着很大的作用。

4、结论

高效液相色谱是色谱法的一种，它由气相色谱和液相色谱相结合而来，由于其分离速率快、反应灵敏、选择度高等优势，目前高效液相色谱发的发展异常迅速，应用也相当广泛。本文通过分析高效液相色谱法的使用原理和优缺点来分析其在炼油产业中的应用。当然，高效液相色谱法仍存在一些不足，比如由于其流动相由很多溶剂混合而成，与气相色谱法相比成本高，污染大。所以，希望通过本文的讲解能使其得到大家的重视从而得以解决，使样品分析能有更方便精准的

方法，也希望在炼油等化工产业中可以发挥更好的作用。

参考文献

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