检测技术用于工业过程中污染物和腐蚀控制的用图
【技术领域】
[0001] 本发明涉及在工业流体的位点通过将该工业流体的样品引入装置和检测该流体 中的至少一种成分来监控至少一种工业流体。
【背景技术】
[0002] 经常令人期望的是监控工业流体例如精炼厂流体、生产流体、精炼厂给料、它们的 成分和/或它们的衍生物，但是以及时方式监控工业流体是特别麻烦的。典型地，工业流体 的样品在工业流体的位点收集，但是该样品然后送到远处来分析其中的任何成分。这种分 析技术包括但不限于分离技术，检测技术等。一旦收到了结果，则与该工业流体有关的结果 会因此改变。这种参数的例子包括温度、PH、速度等。影响流体的条件还可以包括其中的燃 料添加剂的量，例如硫化氢清除剂或者其它类型的污染物除去技术，中和剂，破乳剂等。
[0003] 存在许多不同类型的检测技术，用于检测液体中的成分，例如表面增强的拉曼光 谱法（SERS)(经常称作表面增强拉曼散射），其是一种表面灵敏检测技术，可以用于检测吸 附到粗金属表面或者纳米结构化表面上的成分。
[0004] 质谱法（MS)显示了材料样品内至少一种分子的质量谱。它确定样品的元素组成、 化合物的质量和分子的质量，并且它可以说明分子的化学结构。质谱法通过离子化化学化 合物来产生带电分子或者分子碎片并且测量它们的质量-电荷比来工作。在一种典型的MS 程序中，将样品离子化，并且将离子根据它们的质量-电荷比来分离。由所检测的离子产生 的信号形成光谱，其中该谱基于给定谱的已知质量指示了每个化合物或者分子的质量。
[0005] 核磁共振（NMR)光谱法通过利用某些原子核的磁性而确定原子或它们包括在其 中的分子的物理和化学性能。被分析物吸收了一定频率的电磁辐射，它是同位素的特性。 共振频率、吸收能和信号强度与磁场强度成比例。所产生的谱提供了关于分子的结构、动力 学、反应态和化学环境的详细信息。
[0006] 紫外可见光谱法或者紫外线可见分光光度法利用了在紫外-可见光谱区中的吸 收光谱或者反射光谱。这种技术使用了可见光和相邻（近紫外和近红外（NIR))范围的光 波长。典型地，洗提剂包括具有UV吸收性离子的离子对反相体系，因为吸收度量了从基态 到激发态的转变。UV光谱法或者分光光度法检测或者鉴别了吸收UV光的成分。
[0007] 间接UV光谱法允许检测和量化具有低的或者没有UV吸收性的非离子物质。流动 相可以具有不带电的组分，其具有高的UV吸收率。可以使用极性或者非极性键合的固定 相，这取决于被分析物的疏水特性。间接UV检测可以用于这种应用，其中样品内的成分可 以是或者包括但不限于有机溶剂、碳水化合物、多元醇、卤离子、胺等。
[0008] 电容耦合非接触电导检测（C4D)系统施加高电压AC波形到与管或通道（在其中 进行电泳、电渗透或者色谱流动）相邻的发射机电极。当被分析物离子送入检测区时，它们 引起整个样品电导率小的变化。连续监控电导率信号将显示一系列峰，其面积（或高度）与 被分析物浓度有关。该信号如常规色谱图那样被处理。C4D电极不与该样品直接接触。因 此，它们与该样品电隔离（对于电泳检测是理想的），并且消除了电极结垢。用于C4D系统 的大部分被分析物是离子的。灵敏度典型地类似于UV-可见吸收检测。
[0009] 激光诱导荧光或者LED诱导荧光是另一光谱法。成分可以通过用激光激发该成分 来检测。激光的波长是这种波长，在该波长时所述成分具有最大横截面。所述成分受到激 发，然后去激（或松弛），并且发出波长长于激发波长的光。
[0010] "检测"在此定义为一种确认流体中成分或者被分析物存在的方法；而"量化"在此 定义为一种测定流体中被分析物浓度的方法。虽然检测技术可以与量化技术在具体装置中 相组合，但是每个技术也可以分别进行。
[0011] 还存在着许多类型的分离技术，其包括气相色谱法、离子交换色谱法、高性能液相 色谱法、动电色谱法（EKC)、毛细管等速电泳（CITP)、毛细管等电聚焦（CIEF)和电泳如亲和 性毛细管电泳（ACE)、非水相毛细管电泳（NACE)。色谱法典型地包括流动相、固定相和被分 析物；虽然CEC使用了假固定相代替流动相。
[0012] 具有所关注的成分的溶液通常称作样品，并且单个分离的组分被称作被分析物。 用于色谱法目的的被分析物可以具有至少一种溶解在流体中的所关注的成分，所述流体是 流动相。该流动相携带被分析物穿过其中具有固定相的结构。被分析物的不同成分以不同 的速度行进，并且该成分基于在流动相和固定相之间的不同分配来分离。化合物分配系数 的微小差异改变了基于固定相类型的保留率。
[0013] 在传统的电泳中，带电的被分析物在电场的影响下在导电液体介质中移动。样品 中成分的类别可以基于它们在电解质填充的小毛细管内部的尺寸与电荷比来分离。在小 的熔融石英毛细管或者微通道（10-100 ym内径）中进行这些分离允许施加高电压（高到 30kV)、对于被分析物的极小的样品体积（0. 1-10 μ L)、快速的分离时间（分钟）和/或高分 辨力（无数理论塔板）。基于期望的分析类型，电泳可以与色谱技术相组合。
[0014] 气相色谱法（GC)分离和分析这种化合物，其可以蒸发而不分解。流动相是载气例 如惰性或者非反应性气体。固定相可以是液体或聚合物在柱内的惰性固体载体（例如一片 玻璃或者金属管）上的微观层。离子色谱法（或者离子交换色谱法）基于分子电荷分离被 分析物内的尚子和极性分子。
[0015] 高性能液相色谱法（有时候称作高压液相色谱法）HPLC通过将被分析物在高压下 通过固定相填充的色谱柱而分离它们。被分析物和固定相和流动相之间的相互作用导致该 被分析物的分离。
[0016] 毛细管电泳（CE)，也称作毛细管区带电泳（CZE)，可以用于通过它们的电荷和摩 擦力和水力半径来分离离子物质，类似于上述的一般电泳技术。CE使用简单，高速运行，并 且需要少量样品或者试剂。
[0017] 梯度洗提移动界面电泳（GEMBE)允许在短（l-3cm)毛细管或者微通道中电泳分 离。使用GEMBE，被分析物的电泳迀移与通过分离通道的分离缓冲液的大体积逆流相反。该 逆流速度在分离过程中是变化的，以使得具有不同的电泳迀移率的被分析物在不同时间进 入分离通道，并且在检测器响应中作为"移动边界"（逐步增加）而检测。GEMBE分离的分 辨率会取决于逆流速度变化的速率（而非分离通道的长度），并且相对高的分辨率分离可 以用短的微流体通道或毛细管来进行。
[0018] 毛细管电色谱法（CEC)利用了电渗透来驱动流动相穿过色谱床。CEC组合了两种 分析技术，即HPLC和CE。在CEC中，用HPLC固定相填充的毛细管经历高电压。分离通过溶 质的电泳迀移和不同分配来实现。
[0019] 这些类型的分离和检测技术尚未用于在至少一种工业流体的位点检测该工业流 体内的成分。此外，将样品送到远处来进行分离技术和/或检测成分的方法经常需要几天 或者几周。因此，令人期望的是开发一种在相对短的时间量例如5小时或更少在工业流体 的位点检测该工业流体内的成分的方法。
【发明内容】
[0020] 在一种形式中，提供的是一种通过将样品引入使用检测技术的装置中用于检测该 样品中的至少一种成分来监控至少一种工业流体的方法。该检测技术可以是或者包括表面 增强拉曼散射（SERS)、质谱法（MS)、核磁共振（NMR)、紫外光（UV)光谱法、UV分光光度法、 间接UV光谱法、非接触电导、激光诱导荧光及它们的组合。该工业流体可以是或者包括精 炼厂流体、生产流体、冷却用水、工艺用水、钻探泥浆、完井流体、生产流体、原油、到脱盐单 元的原料物流、来自于脱盐单元的流出物、精炼厂传热流体、气体洗涤器流体、精炼装置原 料物流、精炼厂中间物流、成品物流及它们的组合。该方法可以在小于约24小时的时间量 中进行。
[0021] 在另一非限定性实施方案中，在工业流体引入所述装置之前，可以对该流体样品 进行分离技术。该分离技术可以是或者包括毛细管电色谱法（CEC);动电色谱法（EKC)，例 如毛细管动电色谱法（CEC)，胶束动电毛细管色谱法（MECC)，胶束动电色谱法（MEKC)，离子 交换动电色谱法（IEEC);毛细管等速电泳（CITP);毛细管等电聚焦（CIEF);和电泳，例如 亲和性毛细管电泳（ACE)，非水相毛细管电泳（NACE)，毛细管电泳（CE)，毛细管区带电泳 (CZE)，梯度洗提移动界面电泳（GEMBE);及它们的组合。在样品已经引入所述装置后，可以 检测至少一种成分，例如但不限于胺，硫化物，氯化物（有机和无机），溴化物，有机酸，高氯 酸盐，硒酸盐，磷酸盐，多磷酸盐，氰化物，硒，硼酸盐，硫化物，硫醇；伯胺，仲胺和叔胺，甲基 胺（MA)，乙醇胺（MEA)，二甲基乙醇胺（DMEA)，氨；巯基乙醇，硫代乙醇酸，二元醇，多元醇， 聚二甲基硅氧烷，有机卤化物，C1-C22有机酸，羟基酸，咪唑啉，烷基吡啶季化合物，酰亚胺， 酰胺，硫代磷酸酯，磷酸酯，多胺，二甲基脂肪胺，季化的二甲基脂肪胺，乙烯乙酸乙烯酯，亚 苯基二胺（PDA)，受阻酚，亚硝酸盐，亚硫酸盐，Ν，Ν'-二乙基羟基胺，肼，抗坏血酸，有机 硝基氧化物，三唑和聚三唑，羟基胺，丙烯酸和磺酸，脂肪酸甲基酯（FAME)，炔丙醇，炔乙醇， 吡咯，吲哚，茚，苯硫酚，染料，H2S ;MEA三嗪（也称作2, 2'，2" -(1，3, 5-三嗪烷-1，3, 5-三 基）三乙醇，或者1，3, 5-三（2-羟乙基）六氢-S-三嗪，或者三羟乙基六氢三嗪，或者 HHTT) ;MEA噻二嗪（也称作2, 2' - (1，3, 5-噻二嗪烷-3, 5-二基）二乙醇）；MEA二噻嗪（也 称作2-(1，3,5_二噻嗪烷-5-基）乙醇）；MA三嗪（也称作1，3,5_三甲基-1，3,5-三嗪烷）； MA噻二嗪（也称作3, 5-二甲基_1，3, 5-噻二嗪烷）；MA二噻嗪（也称作5-甲基_1，