專利名稱：鑒定液體石油產(chǎn)品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過應(yīng)用遠(yuǎn)紅外或近紅外熒光光譜學(xué)鑒定液體石油產(chǎn)品的方法。
石油精制方法如蒸餾用于將原油分解成既可用于工業(yè)又可用于家庭的大量有用的產(chǎn)品。這樣的產(chǎn)品通常是摻合物，該摻合物可含有高達(dá)六種不同組分。所以，準(zhǔn)確地鑒定這樣的摻合物和甚至摻合物中具體的組分是重量的。
使用化學(xué)標(biāo)識物檢測和鑒定液體烴是眾所周知的。EP-A512404披露了一種通過加入3，5-二硝基-苯甲酸的衍生物鑒定液體烴的方法。用氣相色譜分離，然后用適當(dāng)?shù)臋z測器鑒別組分鑒定該化學(xué)標(biāo)識物。
此外，US4278444披露了一種檢測普通無鉛或超級無鉛汽油存在的方法。將少量烷基化異二苯并蒽酮加入到汽油中，通過在熒光光度計上轉(zhuǎn)動試樣測定這些樣品的存在。將其結(jié)果與預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果相比。
現(xiàn)在我們提出一種使用化學(xué)標(biāo)識物鑒定液體石油產(chǎn)品的方法，該方法既避免了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的制備又避免了侵入分析技術(shù)的使用。本發(fā)明提供了一種快速、有效和非侵入鑒定液體石油產(chǎn)品的方法。
因此，本發(fā)明提供了一種使用含有激光源和檢測熒光信號裝置的設(shè)備鑒定液體石油產(chǎn)品的方法，該方法包括
a)第一步，向液體石油產(chǎn)品中加入一種能夠在遠(yuǎn)紅外或近紅外光譜范圍內(nèi)發(fā)熒光的物質(zhì)。
b)第二步，將從所說第一步得到的液體石油產(chǎn)品暴露于波長在遠(yuǎn)紅外或近紅外光譜范圍內(nèi)的適于激活該物質(zhì)的激光源中。
c)通過檢測熒光信號測定液體石油產(chǎn)品中存在的該物質(zhì)。
本發(fā)明提供了一種通過加入其熒光信號被檢測的熒光標(biāo)識物來鑒定液體石油產(chǎn)品的方法。
本發(fā)明方法通過使用一種含有用于檢測熒光信號的激光源和裝置的設(shè)備進行。該儀器優(yōu)選手動便攜式裝置，尤其是那些能夠用內(nèi)部電源操作的。
本發(fā)明方法適用于液體石油產(chǎn)品。該液體石油產(chǎn)品意指汽油、航空燃料、煤油、烷烴、柴油燃料、潤滑油、船舶潤滑油、燃料油和廢油。該方法特別適用于檢測潤滑油和燃料。
將含有該物質(zhì)的液體石油產(chǎn)品暴露于波長在遠(yuǎn)紅外或近紅外光譜范圍內(nèi)的激光源中。遠(yuǎn)紅外或近紅外光譜范圍意味著其頻率在600-3000nm范圍內(nèi)。
本發(fā)明方法需要加入一種能夠在遠(yuǎn)紅外或近紅外光譜范圍內(nèi)發(fā)熒光的物質(zhì)。適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)包括染料和稀土化合物，它們在600-1000nm，優(yōu)選700-900nm的波長范圍內(nèi)發(fā)熒光。
適用于本發(fā)明的染料包括一般工業(yè)用激光染料，尤其是由通式Ⅰ所定義的染料，其中，X是C(二烷基)或S，Y是C2至C7的烷基和
n是1-10。
優(yōu)選X是S，Y是C2烷基和n是3。
根據(jù)通式Ⅱ的染料也可以用于本發(fā)明中，其中X可以選自C(二烷基)或S，n是1-10和Y可以是Et或(CH2)4SO2O-
優(yōu)選X是C(二甲基)，Y是(CH2)4SO2O-和n是3。
也適用于本發(fā)明的稀土化合物包括那些來自鑭系和錒系的化合物。尤其優(yōu)選的是使用有機表面活性劑系列的稀土金屬鹽，例如烷基或芳基磺酸鹽。
可將該物質(zhì)直接加入到液體石油產(chǎn)品中或可適當(dāng)?shù)厝苡诤线m的溶劑中以生成中間染料濃縮物，該物質(zhì)可被溶于丙酮、二氯甲烷、醇類、甲苯、二元醇、堿性油、烷基苯和酯類中。優(yōu)選的溶劑是二元醇、如丙-1，2-二醇。
在某些情況下，可以優(yōu)選將兩種物質(zhì)以預(yù)定重量比加入到液體石油產(chǎn)品中。對每一染料觀察到的熒光強度比與預(yù)定重量比成比例并因
優(yōu)選X是S，Y是C2烷基和n是3。
根據(jù)通式Ⅱ的染料也可以用于本發(fā)明中，其中X可以選自C(二烷基)或S，n是1-10和Y可以是Et或(CH2)4SO2O-
優(yōu)選X是C(二甲基)，Y是(CH2)4SO2O-和n是3。
也適用于本發(fā)明的稀土化合物包括那些來自鑭系和錒系的化合物。尤其優(yōu)選的是使用有機表面活性劑系列的稀土金屬鹽，例如烷基或芳基磺酸鹽。
可將該物質(zhì)直接加入到液體石油產(chǎn)品中或可適當(dāng)?shù)厝苡诤线m的溶劑中以生成中間染料濃縮物，該物質(zhì)可被溶于丙酮、二氯甲烷、醇類、甲苯、乙二醇、堿性油、烷基苯和酯類中。優(yōu)選的溶劑是二元醇、如丙-1，2-二醇。
在某些情況下，可以優(yōu)選將兩種物質(zhì)以預(yù)定重量比加入到液體石油產(chǎn)品中。對每一染料觀察到的熒光強度比與預(yù)定重量比成比例并因此可用于檢測該液體石油產(chǎn)品。
本發(fā)明的一個特殊優(yōu)點是只將很低的濃度的該物質(zhì)加入到液體石油產(chǎn)品中。適當(dāng)?shù)卦撐镔|(zhì)以0.001-1ppm的濃度存在。
將含該物質(zhì)的液體石油產(chǎn)品暴露于波長在遠(yuǎn)紅外或近紅外光譜范圍內(nèi)的激光源中。合適的激光源可以是二極管激光器，其具有成本低、體積小、安全性高和容許使用同步放大的直流調(diào)制輸出的優(yōu)點。
作為激光激活的結(jié)果發(fā)射出的熒光信號可以通過任何合適的裝置檢測。優(yōu)選使用硅光檢測器。該信號的存在可通過轉(zhuǎn)化成電信號適當(dāng)?shù)乇粰z測。該信號可通過目視顯示器來測量。
優(yōu)選的是將激光源、硅光檢測器和目視顯示元件安裝在一個便攜裝置中。
本發(fā)明的一個特別優(yōu)點是所說設(shè)備提供了一種非侵入檢測液體石油產(chǎn)品的方法。裝液體石油的容器具有一光透射窗口或由透明物質(zhì)制成，且產(chǎn)物不需要萃取。
現(xiàn)在將參照

圖1圖2以及下面實施例用實施例方法描述本發(fā)明。
將在670nm波長發(fā)射的二極管激光器(1)用于照射液體石油產(chǎn)品樣品(2)，該樣品與能在遠(yuǎn)紅外或近紅外光譜范圍內(nèi)發(fā)熒光的合適物質(zhì)摻合。將該激光器在進入該樣品前用玻璃透鏡(3)重新瞄準(zhǔn)。將部分產(chǎn)生的熒光與部分反射和散射激光一起用透鏡(3)重新瞄準(zhǔn)，用與激光輸出成45°定位的覆鋁鏡(4)反射并用透鏡(5)聚焦到硅光檢測器(6)上。將透射熒光波長的通帶過濾器(7)用于阻擋670nm反射和散射光。該光檢器輸出用二極單一芯片放大器放大。
在圖2中，與兩種染料摻合的樣品的熒光光譜用兩個檢測器記錄。
從激光器(11)的輸出在經(jīng)樣品(12)和反射鏡(13)反射后通過透鏡(14)并在通過光檢器(16)和(17)前用光束分離器(15)分開。
實施例1汽油產(chǎn)品的鑒定
含1000ppb濃度染料的汽油(BPEurograde無鉛高級汽油，符合BS4040)由在丙-1，2-二醇中的100ppm下列染料的溶液制備，該染料在以下稱之為IR-125。IR-125從Exiton購買(激光染料)。
然后將100ppm的該丙-1，2-二醇溶液用所說汽油稀釋(1/1000)從而提供最終的汽油/染料的1000ppb的溶液。
該溶液在750nm經(jīng)過激光激活從而提供833nm的熒光最大值。
含200和400ppb染料的另外溶液以相似的方法制備。
表1提供了從各種汽油產(chǎn)品中得到的數(shù)據(jù)。
實施例2汽油產(chǎn)品的鑒定
使用具有下列結(jié)構(gòu)的染料重復(fù)實施例1的方法。該染料從Exciton購買(激光染料)。
將該染料溶于二甲苯中而不是丙-1，2-二醇中。樣品也制備成各種染料濃度。熒光測量的結(jié)果列于表2中
對照實施例1非激光激活熒光
對VanellusC3多級潤滑劑(由BP購得)的樣品用和不用40ppb的IR-125染料得到非激光激活熒光光譜(200-900nm)。熒光和吸收光譜(熒光最大值833nm和吸收最大值795nm)顯示是相同的。因此，在沒有使用激光激活熒光光譜情況下，不能容易地檢測染料。
對照實施例2薄層色譜法
在含40ppbIR-125染料的Vistra7000潤滑劑上進行薄層色譜分析(TLC)。在沒有染料情況下，在潤滑劑上重復(fù)該分析。TCL結(jié)果對二個樣品是相同的，甚至在各種波長光源(218，280，365，510和700nm)下尋找到弱的災(zāi)光點也是如此。
權(quán)利要求
1、一種使用含有檢測熒光信號的激光源和裝置的設(shè)備鑒定液體石油產(chǎn)品的方法，該方法包括
a)第一步，向液體石油產(chǎn)品中加入一種能夠在遠(yuǎn)紅外或近紅外光譜范圍內(nèi)發(fā)熒光的物質(zhì)。
b)第二步，將從所說第一步得到的液體石油產(chǎn)品暴露于波長在遠(yuǎn)紅外或近紅外光譜范圍內(nèi)適合于激活該物質(zhì)的激光源中。
c)通過檢測熒光信號測定液體石油產(chǎn)品中存在的物質(zhì)。
2、根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所說的設(shè)備是手動便攜式裝置。
3、根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中所說的液體石油產(chǎn)品是汽油、航空燃料、煤油、烷烴、柴油燃料、潤滑油、船舶潤滑油、燃料油和廢油。
4、根據(jù)上述權(quán)利要求的任意一個方法，其中所說的能夠在遠(yuǎn)紅外或近紅外光譜范圍內(nèi)發(fā)熒光的物質(zhì)可以0.001-1ppm的濃度存在。
5、根據(jù)上述權(quán)利要求的任意一個方法，其中所說的能夠在遠(yuǎn)紅外或近紅外光譜范圍內(nèi)發(fā)熒光的物質(zhì)是染料或稀土化合物。
6、根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所說的稀土化合物是有機表面活性劑的稀土金屬鹽。
7、權(quán)利要求5的方法，其中所說的燃料是符合通式Ⅰ的化合物，其中X是C(二烷基)或S，Y是C2至C7的烷基和n是1-10。
8、根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中X是S，Y是C2烷基和n是3。
9、根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所說的染料是符合通式Ⅱ的化合物，其中X可以是C(二烷基)或S，Y是Et或(CH2)4SO2O-和n是1-10。
10、根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中X是C(二烷基)，Y是(CH2)4SO2O-和n是3。
全文摘要
一種使用含有檢測熒光信號的激光源和裝置的設(shè)備鑒定液體石油產(chǎn)品的方法，該方法包括a)第一步，向液體石油產(chǎn)品中加入一種能夠在遠(yuǎn)紅外或近紅外光譜范圍內(nèi)發(fā)熒光的物質(zhì)，b)第二步，將從所說第一步得到的液體石油產(chǎn)品暴露于波長在遠(yuǎn)紅外或近紅外光譜范圍內(nèi)適合于激活該物質(zhì)的激光源中，c)通過檢測熒光信號測定液體石油產(chǎn)品中存在的物質(zhì)。
文檔編號G01N33/28GK1092864SQ9312160
公開日1994年9月28日 申請日期1993年11月27日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月27日
發(fā)明者E·蒂奧查盧斯 申請人:英國石油國際有限公司