【摘要】 突破传统ASTM方法局限，解析全自动SARA-HPLC技术在原油饱和烃、芳烃、树脂及沥青质分析中的创新应用，实现90分钟内完成精准分馏，重复性误差＜5%。

原油成分分析对石油工业的上游勘探与下游精炼至关重要。通过饱和烃、芳烃、树脂和沥青质（SARA）分馏技术，可精准解析原油组分，为油藏开发、炼厂设计提供关键数据支撑。本文将深入探讨全自动高效液相色谱（HPLC）技术如何突破传统方法局限，实现SARA分析的高效精准检测。

 

一、SARA分馏的核心价值

原油组分分离依赖极性差异原理：

  • ​饱和烃​：非极性链状/环状结构，无色液体
  • ​芳烃​：含苯环极性化合物，黄色至棕红色
  • ​树脂​：中等极性半固体，可溶于烷烃溶剂
  • ​沥青质​：高极性黑色固体，仅溶于芳香溶剂

传统重量色谱法（ASTM D4124/D3279）存在耗时久、重复性差等问题，而薄层色谱（TLC-FID）则因响应因子差异导致定量偏差。

 

二、技术突破：全自动SARA-HPLC系统

SARA-HPLC流程图：三柱串联系统' caption='图1 全自动SARA-HPLC工作流程'

图1 用于 SARA 分析的自动高效液相色谱 (SARA-HPLC)流程图

本系统采用三大创新设计：

1.三柱串联结构​：通过多通阀实现组分阶梯洗脱

2.​溶剂蒸发技术​：丙烷注入+真空除残技术消除基线干扰

3.​免前处理设计​：直接进样避免沥青质预分离损失

 

对比传统方法的优势

参数

传统HPLC

SARA-HPLC

单次耗时

>4小时

<90分钟

溶剂消耗

500ml+

≤150ml

重复性误差

15-20%

<5%

 

三、关键技术突破点

1.​梯度洗脱优化​：

  • 正戊烷→四氢呋喃极性梯度控制
  • 消除峰拖尾现象（分辨率提升300%）

2.​检测器联用方案​：

  • 蒸发光散射（ELSD）检测器解决RI偏差
  • 交叉污染率降至0.3%以下

3.​工业应用验证​：

  • 重油样品回收率：98.2±1.7%
  • 沥青质检测限：0.01wt%

实验表明（Energy Fuels 2021, 35, 17642），该系统在加拿大油砂样品分析中实现：

  • 饱和烃占比：38.7±0.5%
  • 芳烃含量：32.1±0.3%
  • 树脂/沥青质：22.4%/6.8%

 

四、行业应用前景

本技术已成功用于：

1.油藏流体流动性评估

2.炼厂催化裂化原料筛选

3.沥青质沉积预警系统

4.非常规油气开发方案优化

​技术亮点​：全自动分析系统每年可为实验室节约溶剂成本70%，同时将检测通量提升400%

 

参考文献：1.Azadeh Karevan, Hassan Sadeghi Yamchi, Maryam Aghajamali, Mohsen Zirrahi, and Hassan Hassanzadeh, Energy & Fuels 2021 35 (21), 17642-17650, DOI: 10.1021/acs.energyfuels.1c02837.

 

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