在线色谱分析法的应用将更加广泛

最大的产量、最高的质量、最安全的可靠性和最节省日益紧缺的资源是现代欧洲各地化工流程企业流行的口号。而对这一目标提供支持和帮助的则是越来越好的生产流程在线检测，以秒钟为单位或者以分钟为单位在整个流程设备的范围内全面地进行检测，提供例如原材料中的化学成分、纯度、单一流量和多种配料流量的精确数值。利用这些检测数据，可以对生产流程进行有效地调节。而传统的实验室质量分析检验提供全面的检测数据则需要付出更长的时间。对于生产流程的优化调节来讲，实验室的检验数据往往来的太迟。而我们遇到的困难是：不是所有的实验室检验项目可以转化到在线检测中来。有时需要多年的时间才能成功地将一项实验室检测项目应用到在线检测之中。

开路先锋：石油化工企业

“我们以极大的兴趣关注着石油和天然气生产企业中在石油化工和化工产品生产流程中采用的色谱分析技术。由于能源极高的价格，我们的用户对有效的利用原材料表现出了极大的关注。据调查，尤其是在天然气生产准备设备中，在天然气接收设备处、天然气运输和天然气液化设备中应用最多。”FrankDiedrich博士，Siemens自动化与驱动（A&D）集团的流程分析技术负责人说道“在石油精炼企业中，精炼油的含硫量极限下降，而在线色谱分析技术可以帮助企业通过精炼流程的优化获得更好的效益。另外，我们认为在环境保护领域中色谱分析技术也有着极大的应用潜力，因为利用这种技术可以对石油化工企业燃烧的火炬和冷却塔排放的有机微粒的含量进行监控，为臭氧层的中、长期保护做出贡献”

“在石油化工企业中，目前对天然气在线色谱分析技术表现出了极大兴趣。”Roger Ingemey博士，ABB公司色谱分析技术的顾问说道。石油化工企业对这项技术感兴趣的原因在于：对各种石油化工产品，例如燃油中的含硫量，用户提出的要求越来越高，而且还在不断的提高。在不久前，利用实验室检测技术分析检验燃油中的含硫量还是非常平常的检验方法。“只有少数的在线流程检验技术能够达到今天规定的检验精度，保证在线燃油含硫量检验的正确性和可靠性。而ABB公司研发成功的PGC 2007总含硫量检验仪将会改变这种局面。”Ingemey先生说道，“这种仪器是一种气体色谱分析仪，使用了经过实践检验的火焰图像探测仪（FPD）。尽管采用的是非常成熟的技术，但在仪器的研发过程中人们并没有满足停留在现有技术水平之中，“考虑到政策法规还有可能进一步降低燃油中的含硫量，为了还需继续努力开发精确度更高的流程在线色谱分析检测仪器。”Ingemey先生说道。

Emerson过程管理公司也察觉到石油化工企业和天然气生产企业中对色谱分析技术的需求。他们研发了专门适用于天然气生产企业的天然气色谱分析仪（700型）。这种新型色谱分析仪器集成了先进的技术、理论，有着坚实的外壳。“每一个提供到用户手中的天然气色谱分析仪利用检测气体至少经过了24小时的气候适应性检验。检验时的温度范围为：外部温度-18-55℃，或者-20-60℃。检验条件满足了专项技术规范的要求，保证了极高的产品出厂质量，”Emerson流程管理技术公司的AchimZajc博士说道，“其基础是集成式的标准部件组合方式（GC杆，连接螺栓等等），单独构成一个独立的部件，在必要的时候可以方便地进行更换，并且没有一次性的零部件。如同设计制造精良的微气体色谱分析仪一样。”

如图Diedrich先生所介绍的那样，利用在线色谱分析技术可以有目的的提高和改进流程设备的生产流程。他说：“在生产生物酒精和异丁烯等燃油调节剂ETBE和MTBE时，必须对使用的原材料在总共6个不同的流程中进行检验，并且还要进行中间产品和最终产品的化学成分检验。利用我们研发的Maxum II型检测平台，可以配套使用不同的检测探头，灵活的对各种流程反应设备和全部的检测项目进行检测，仅需两种检测仪器。由于检测分析的时间极短，以及整个流程生产各个阶段的连续性，这种检验技术对提高流程设备产品质量有着重要的决定性作用。”

从实验室到实践

Shimadzu公司目前正处在新技术研究与开发的过程中。例如在试验反应塔的监控技术，在石油化工产品的质量监控技术和化学工业企业不断增强的需求方面进行研发。“我们集中精力致力于检验样品的自动化准备和液体样品的气相色谱分析技术以及液体色谱分析技术的研发工作中；并致力于将实验室采用的技术推广应用到流程设备生产现场，使之成为在线检验技术。”Shimadzu德国公司的FrankKramp博士说道。由Shimadzu公司研制成功的AOC-5000型在线色谱分析仪是基于机器人自动化技术上的产品，可用于不同的样品取样和直接喷射技术中。AOC 5000型在线检测仪器在工作时无需控制阀。这样一来，使它非常适合于检测那些采用标准检测方法无法检测的反应性的和表面反应性的物质。“特别是在表面反应性物质的检测中，使用带有液体控制阀的标准检测方法是不可能的。”Kramp博士介绍说道“而AOC 5000型色谱分析检测仪首次使这种在线检测成为可能，并保证有可靠的检验精度。”

在气体色谱分析技术投入流程设备的检测之前，在大多数HPLC流程设备中只能采用单项检测的方法进行检验。拜耳技术服务公司（BTS）的Baychromat流程设备色谱检验技术是一种使用灵活的流程分析检测系统，可以完成通常条件下难以完成的气相色谱分析和液体色谱分析检验任务。它可以改变只能进行单项检验的落后局面。利用其集成的自动化取样准备功能可以实现检验样品的在线准备，在最短的时间内完成检验任务。利用仪器内安装的分析检测结果传送软件ARTS，可以与各种常用的流程设备控制系统建立良好的数据通信。在它的帮助下，填补了在线气体、液体色谱分析检验技术的一项空白。“在聚合物化工产品生产企业中，利用凝胶渗透色谱法（GPC）在线摩尔质量的测定对于提高产品的质量有着决定性的意义。拜耳技术服务公司的Hans Tups博士在谈到色谱分析技术应用的可能性时介绍说：“当前的研究表明：医药生产企业对Baychromat流程色谱分析技术也表示出了极大的兴趣。因为采用这种检测技术之后，医药生产过程中的中间反应过程和有效成分的合成都大大地得到了提高和改进。”因为在这种分析检测技术的帮助下可以对产品的质量状况、流程设备的控制参数进行在线的检测，必要时及时地进行调整。“在Baychromat色谱分析系统中集成取样准备的功能开创了在线环境保护检测的新天地，可以利用示踪原子分析技术和在ppm级的范围内进行检测。如同PAKs可行性研究报告所说明的那样。从长远的角度出发，我们认为Baychromat色谱分析技术有着广泛的应用领域。例如在生物技术领域中。”Tups博士继续说道。由于生物分子检验时在取样准备和分析方法中的特殊要求（例如：冷却，低压等等），Baychromat流程色谱分析技术是必不可少的检验技术。

小结：除了新的应用领域之外，色谱分析检验仪器本身有着多种多样的结构形式。总的发展趋势是：更小的检测值，更好的操作使用性能，如同Diedrich博士所说的那样“我们新的分子探测器将更加灵敏，色谱分析的速度将更加快捷。它的附件研发也可以与色谱分析检验平行地进行，可以在微GC级别中进行现场在线检测。”而研发工作的另一个目的也许是：让用户可以简单方便地使用含有复杂技术的检测仪器。

作者系PROCESS德文版编辑

图示

1 越来越多的流程生产领域采用了在线色谱分析检验技术（图示为一GMP多用途流程设备）。

2 利用集成在流程设备中的Baychromat检测设备可以对生产过程中各个阶段的检测样品进行在线准备，在最短的时间内完成检验任务。

3 石油工业企业目前对在线色谱分析检验技术表现了极大的兴趣”——ABB自动化技术公司的Roger Ingemey博士

4 “我们努力使色谱分析技术走出实验室，走到在线检验分析的生产现场。”——Shimadzu公司的Franz Kramp博士

5 “每一个提供到用户手中的天然气色谱分析仪利用检测气体至少经过了24小时的气候适应性检验。”——Emerson过程管理公司的Achim Zajc博士

6 “当前的研究表明：医药生产企业对Baychromat流程色谱分析技术也表示出了极大的兴趣。因为采用这种检测技术之后，医药生产过程中的中间反应过程和有效成分的合成都大大的得到了提高和改进。”——BTS的Hans Tups博士

7 “在环境保护技术领域中可利用色谱分析检验技术对石油化工企业火炬和冷却塔排出的有机微粒进行检测。”——Siemens股份公司的Frank Diedrich博士

来源：实验与分析