過程質譜儀的原理應用及國內市場現狀-華普通用
在現代工業(yè)生產過程中,各項數據的監(jiān)測與調控尤為重要。通過分析檢測儀器等設備手段,對過程變化進行在線實時監(jiān)控,檢測特定化學物質或者物理狀態(tài),得到反應狀態(tài)、均勻性、濃度等過程信息,可以有效優(yōu)化生產環(huán)節(jié),提高產品質量與數量,從而達到降低能耗、節(jié)省材料等目的。
傳統(tǒng)的工業(yè)色譜等傳統(tǒng)在線分析技術,存在分析速度慢、準確度差、系統(tǒng)自動化程度低等缺陷,不能及時地反映過程的快速變化等問題。而過程質譜儀能夠進行實時、多組檢測,具有靈敏度高,樣品用量少,自動化程度高,分析速度快,儀器穩(wěn)定、可靠等優(yōu)點,在石油化工行業(yè)中越來越受到重視。現如今,從原油及生油巖中生物標志物的分析,到原油和石油產品化學組成的分析,都離不開質譜技術。
過程質譜的原理及應用
質譜儀一般由樣品導入系統(tǒng)、離子源、質量分析器、檢測器、數據處理系統(tǒng)等部分組成。質譜儀通過將樣品離子化,利用不同離子在磁場中運動軌跡的不同,測定樣品離子的質量與電荷之比而得到質譜圖,以此對樣品進行分析。過程質譜儀又稱在線分析儀,可以安裝在現場,直接對生產環(huán)境中的氣體進行定性定量分析。
在石油化工行業(yè)中,在線質譜儀主要用于乙二醇裝置、采用水煤漿加壓氣化法的合成氨和甲醇裝置、乙酸裝置、丙烯腈、催化劑活性評價等一些反應劇烈,需要進行快速在線分析的場合。此外還有環(huán)氧乙烷和聚乙烯、乙烯裂解、丙烯等。
以乙烯裂解爐來舉例,乙烯是工業(yè)產品生產常用的原材料,其本身也是重要的石化產品,由碳氫化合物在高溫低壓下裂解生成。乙烯裂解的原料為輕質油,裂解產生的裂解氣成分為氫氣、氮氣、氧氣、一氧化碳、二氧化碳等不凝氣體以及C1~C6組成的烴類等。裂解氣組分分析對工藝的參數控制和調節(jié)有著重要意義,其中乙烯收率是衡量裂解深度、能力、效率的重要標志,在對其進行準確測量時尤為重要。
過程質譜儀的國內市場現狀
上世紀八十年代,由于國外資本的大量涌入,多數質譜人才選擇進入外企,國內的質譜儀產品研發(fā)團隊基本滅絕。我國質譜產品的研發(fā)工作在很長一段時間里保持真空狀態(tài),過程質譜儀技術一直由國外企業(yè)壟斷,國內儀器依賴進口,因此導致本已掌握的部分技術失傳,人才斷檔嚴重。二十一世紀初,隨著質譜市場的迅速增長,國內各高校、科研機構及老一輩質譜研究人員承擔起了研發(fā)國產質譜儀的重任。直到2009年,上海舜宇恒平科學儀器有限公司推出了自主研發(fā)的過程氣體質譜分析儀,填補了我國的技術空白,成功打破了市場壟斷局面,受到各方面的廣泛關注。
近些年,國家在質譜儀器研發(fā)方面加大了一些投入?!笆濉眹铱萍脊リP項目《科學儀器研制與開發(fā) 》和“十一五”國家科技支撐計劃項目《科學儀器設備研制與開發(fā)》中均涉及質譜技術及部件的子項立項,這些項目多由高等院校及研究院所承擔。
相較于進口儀器,國產質譜儀在性價比方面顯然更具優(yōu)勢。若是國內廠商能夠把握時機,充分利用國家給予的資金支持,積極參與交流合作,將科研成果轉化為商品化產品,定將推動我國質譜領域快速發(fā)展,提高國產質譜儀器的市場占有率。
總結
過程質譜儀依靠質譜定性定量的原理,對工業(yè)過程進行進行在線監(jiān)測,除石油化工外,在生物發(fā)酵、水質分析、鋼鐵工業(yè)、大氣監(jiān)測、材料研究、燃料電池以及高校科研等領域都有著良好的應用前景。在石化行業(yè)中,過程質譜儀的應用能夠幫助企業(yè)節(jié)省原料及能源,提升生產效率和經濟效益。推動過程質譜儀的國產化,提升其性能與穩(wěn)定性,不僅是我國質譜領域的進步,同時也對我國石化行業(yè)的發(fā)展有著十分重要的意義。相信隨著新一代質譜人才的成長以及市場需求的推動,我國質譜能夠順利攻克難關,真正掌握核心技術,實現關鍵部件的產業(yè)化。
傳統(tǒng)的工業(yè)色譜等傳統(tǒng)在線分析技術,存在分析速度慢、準確度差、系統(tǒng)自動化程度低等缺陷,不能及時地反映過程的快速變化等問題。而過程質譜儀能夠進行實時、多組檢測,具有靈敏度高,樣品用量少,自動化程度高,分析速度快,儀器穩(wěn)定、可靠等優(yōu)點,在石油化工行業(yè)中越來越受到重視。現如今,從原油及生油巖中生物標志物的分析,到原油和石油產品化學組成的分析,都離不開質譜技術。
過程質譜的原理及應用
質譜儀一般由樣品導入系統(tǒng)、離子源、質量分析器、檢測器、數據處理系統(tǒng)等部分組成。質譜儀通過將樣品離子化,利用不同離子在磁場中運動軌跡的不同,測定樣品離子的質量與電荷之比而得到質譜圖,以此對樣品進行分析。過程質譜儀又稱在線分析儀,可以安裝在現場,直接對生產環(huán)境中的氣體進行定性定量分析。
在石油化工行業(yè)中,在線質譜儀主要用于乙二醇裝置、采用水煤漿加壓氣化法的合成氨和甲醇裝置、乙酸裝置、丙烯腈、催化劑活性評價等一些反應劇烈,需要進行快速在線分析的場合。此外還有環(huán)氧乙烷和聚乙烯、乙烯裂解、丙烯等。
以乙烯裂解爐來舉例,乙烯是工業(yè)產品生產常用的原材料,其本身也是重要的石化產品,由碳氫化合物在高溫低壓下裂解生成。乙烯裂解的原料為輕質油,裂解產生的裂解氣成分為氫氣、氮氣、氧氣、一氧化碳、二氧化碳等不凝氣體以及C1~C6組成的烴類等。裂解氣組分分析對工藝的參數控制和調節(jié)有著重要意義,其中乙烯收率是衡量裂解深度、能力、效率的重要標志,在對其進行準確測量時尤為重要。
過程質譜儀的國內市場現狀
上世紀八十年代,由于國外資本的大量涌入,多數質譜人才選擇進入外企,國內的質譜儀產品研發(fā)團隊基本滅絕。我國質譜產品的研發(fā)工作在很長一段時間里保持真空狀態(tài),過程質譜儀技術一直由國外企業(yè)壟斷,國內儀器依賴進口,因此導致本已掌握的部分技術失傳,人才斷檔嚴重。二十一世紀初,隨著質譜市場的迅速增長,國內各高校、科研機構及老一輩質譜研究人員承擔起了研發(fā)國產質譜儀的重任。直到2009年,上海舜宇恒平科學儀器有限公司推出了自主研發(fā)的過程氣體質譜分析儀,填補了我國的技術空白,成功打破了市場壟斷局面,受到各方面的廣泛關注。
近些年,國家在質譜儀器研發(fā)方面加大了一些投入?!笆濉眹铱萍脊リP項目《科學儀器研制與開發(fā) 》和“十一五”國家科技支撐計劃項目《科學儀器設備研制與開發(fā)》中均涉及質譜技術及部件的子項立項,這些項目多由高等院校及研究院所承擔。
相較于進口儀器,國產質譜儀在性價比方面顯然更具優(yōu)勢。若是國內廠商能夠把握時機,充分利用國家給予的資金支持,積極參與交流合作,將科研成果轉化為商品化產品,定將推動我國質譜領域快速發(fā)展,提高國產質譜儀器的市場占有率。
總結
過程質譜儀依靠質譜定性定量的原理,對工業(yè)過程進行進行在線監(jiān)測,除石油化工外,在生物發(fā)酵、水質分析、鋼鐵工業(yè)、大氣監(jiān)測、材料研究、燃料電池以及高校科研等領域都有著良好的應用前景。在石化行業(yè)中,過程質譜儀的應用能夠幫助企業(yè)節(jié)省原料及能源,提升生產效率和經濟效益。推動過程質譜儀的國產化,提升其性能與穩(wěn)定性,不僅是我國質譜領域的進步,同時也對我國石化行業(yè)的發(fā)展有著十分重要的意義。相信隨著新一代質譜人才的成長以及市場需求的推動,我國質譜能夠順利攻克難關,真正掌握核心技術,實現關鍵部件的產業(yè)化。