色谱100年回顾扎记(30)
气相色谱发展初期在各个重要领域中的应用(2) 在石油的分析中的应用(2)
使用
气相色谱分析“轻石油”(LPG)样品不需要大量气体样品,只要有1–5 mL 气体样品就可以了,而且分析时间不需要几个小时,只要23 min 就可以完成一次分析,这样用立刻用
gc 代替已有的复杂、费时的方法就不奇怪了。但是当时的色谱工作者还没有认识到
gc 对石油化工领域所起到的突破性作用,所以还有每天用老方法进行LPG 样品的分析,另外当时没有积分仪,计算峰面积需要很长时间,所以计算样品组分需要的时间要比分析耗费更长的时间。
在石油和石油化工中其他的一些分析问题,在引入
gc 之后也得到了解决,其中解释石油复杂成分的难题得到了解释,石油几百种各种各样的烃类,它们沸点范围很宽。科学家们十分想知道这些组分是什么,在 1927年美国石油研究所(American Petroleum Institute)启动了6号研究计划(Research Project Number 6),
这一计划想要分离并鉴定原油的组成,选择从俄克拉荷马州彭加人城 6 号(Brett Number 6 of Ponca City, Oklahoma )得到的石油作为代表性样品,第一个所使用的分离方法是物理方法——主要是分部蒸馏法——,但是从 1945 年起使用
液相色谱的方法,用一根很长的色谱柱,把 15–20-m 长的柱子安装在一幢多层楼梯井里,在1927 到 1951 年间进行了艰苦的工作,在分离方面获得成功,或者说是成功地把石油分离出 100 多个组分(D.L. Camin and A.J. Raymond, J. Chromatogr.Sci. 1973,11, 625–638)。一些大的石油公司如壳牌(Shell)和大不列颠石油公司(British Petroleum)在 50 年代都开始使用
gc 来研究石油的组分了。例如 R.P.W. Scott 已经研究了一些高性能的填充色谱柱,他在 1958 年报道了使用 50 英尺长填充色谱柱得到的结果(R.P.W. Scott, 在 Gas Chromatography 1958 [Amsterdam Symposium], D.H. Desty, Ed. [Butterworths,
London, 1958], pp. 189–199)。但是这种色谱柱是不切实际的,而且填充柱的柱效不够高。这一情况到开管柱(毛细管柱)出现时有了很大的改观,British Petroleum 的 Desty, Goldup, 和 Swanton 用 900-英尺长的毛细管色谱柱的到的色谱图震动了色谱所界(D.H. Desty, A. Goldup, and W.T. Swanton, 在 Gas Chromatography[1961 Instrument Society of America Symposium], N. Brenner, J.E. Callen, and M.D. Weiss, Eds. [Academic Press, New York, 1962], pp. 105–138)。这一方法在 3.5 h 内分离了 C3–C9 的 122 个化合物,见图 30-1。
图 30-1 -42~150℃ 石油馏分的色谱图
色谱柱 900 × 0.152 mm 玻璃毛细管柱;柱温:25℃;检测器:FID
1- 甲烷(标记),4-正丁烷,6-2,2-二甲基丁烷,13-正己烷,
16-苯,19-环己烷,29-正庚烷,32-1,1,3-三甲基环戊烷
(全部分析时间 3小时 27 分钟)
摘自 Leslie S. Ettre, LC-
gc NORTH AMERICA, 2004,22 (1 ): 42