原油具有许多不同的应用，包括发电，运输和塑料的生产。然而，沥青质是化合物与多芳基环和脂肪族侧链的复杂混合物，结合了痕量的钒，可降低原油质量。
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这些化合物可以很容易地聚集，从而增加了油的粘度，在提取和加工过程中，这些化合物可以堵塞井孔和流线。另外，在升级和精炼过程中，沥青质也可以停用催化反应。因此，对原油中沥青质和钒含量的分析至关重要。
由于原油中碳氢化合物的复杂混合物，很难检查沥青烯和钒基浓度。因此，通常使用模型系统或已稀释为简单溶剂的样品进行分析。但是，这种特征并不能真正反映原位的沥青质。
电子自旋共振（ESR）或电子顺磁共振（EPR）光谱是一种非破坏性技术，不需要样品制备，允许实时分析。该方法提供了高分辨率和定量数据，可在本地环境中提供真实的动态信息。
ESR可以轻松地在原油的复杂碳氢化合物混合物中鉴定沥青质，因为其多野芯中的有机自由基在G = 2.0032时给出了特征信号。钒基卟啉还具有特征性的光谱，在与沥青质有机自由基信号相似的区域中显示为八个宽间隔，狭窄的峰。
这些特征性的ESR光谱已使不同类型的原油可以彼此区分，但是近年来，对化学成分变化进行了更详细的分析。
生物降解降低了饱和和芳香烃的浓度，并增加了粘度，酸度和金属含量，例如钒基化合物。最近的工作通过ESR光谱法测量了三种巴西油的生物降解水平，并比较了沥青质有机自由基和钒基物种的浓度。降解样品与非降解样品之间的分化是可能的，以及不同降级样品之间的分化。
温度还会影响原油的质量，因为它改变了有机自由基物种的行为和结构特性。通过使用原位ESR分析在温度范围内不同原油分数上沥青质有机自由基的浓度，可以监测这些变化。温度的升高导致所有分数的自由基物种增加。但是，此过程发生的机制因分数而异。
这些研究突出了使用ESR光谱法从原油样品中获得的大量信息。但是，大多数ESR光谱仪都是庞大的笨重仪器，无法轻松地将其纳入在线实时监控中。
这微观来自布鲁克（Bruker）使用光学技术和无线通信方面的最新进展。它是市场上最小的ESR光谱仪，其30.5 x 30.5 x 30.5厘米3足迹，质量仅为10公斤。Bruker Xenon软件允许用户轻松执行数据采集，处理和ESR光谱分析。
通过将ESR技术的最新进展与微型ESR相结合，可以在线监视原油质量。该评估可以对原油进行实时分析，并可以用来预测并可能在探索，生产和精炼过程中解决任何问题。
参考
- De Abreu，C。R.，等。（202）。电子自旋共振技术在巴西油的表征中的应用：与其生物降解水平和极性组成相关。能源燃料。https://dx.doi.org/10.1021/acs.energyfuels.0c02624。
- Dappe，V。，等。（2020）。不同石油级分的热处理的影响：原位EPR光谱的表征。能源燃料。https://dx.doi.org/10.1021/acs.energyfuels.0c01504。
- www.bruker.com。（2020）。EPR仪器。微观https://www.bruker.com/en/products-and-solutions/mr/epr-instruments/microesr.html