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。“十五”國家科技攻關項目《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?？蒲械阮I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。