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第11章 原子光譜在石油及其加工產(chǎn)品分析中的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:2014/8/4      點(diǎn)擊次數(shù):1023

作者:鄧勃、尹洧

11.1 概述

能源是國家實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的的戰(zhàn)略物資和必要條件。石油、天然氣、油頁巖等是重要的能源。以石油和天然氣為原料的石油化工和輕工產(chǎn)品為國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民的正常生活需要提供了豐富的物質(zhì)資源。

在油品煉制、石油加工的生產(chǎn)過程中,從原材料驗(yàn)收、生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制、產(chǎn)品出廠檢驗(yàn)的各環(huán)節(jié),都涉及金屬與非金屬元素的檢測。石油及石油產(chǎn)品中金屬和非金屬元素含量的多少是評價(jià)煉油工藝及其產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。目前從原油中鑒定出的金屬與非金屬元素約有30多種,主要有Fe、Na 、Mg、 Ni、 V、 Ca、Pb 、Mo、Mn、Cr、Co、Ba、Zn、K、As、Al、B、Zr、Pd、Cd、Si等。這些元素當(dāng)中,有些是石油中天然存在的,有些是在石油開采、加工儲運(yùn)及使用過程中引入的的污染(如催化劑中活性金屬在反應(yīng)過程中的損失,設(shè)備的腐蝕、磨損,導(dǎo)致金屬進(jìn)入石油產(chǎn)品),有些則是為提高產(chǎn)品收率,改善石油產(chǎn)品的性能,以添加劑形式特意加入油品中去的添加劑或填料(如潤滑油中添加有機(jī)金屬化合物改善防腐、抗氧化、抗磨、抗壓等性能,汽油中添加烷基鉛化合物或二茂鐵、甲基環(huán)戊二烯三羰基錳等茂金屬化合物以提高其抗爆性能)等。這些金屬和非金屬元素,其中某些元素 (如As、Ni、V),在石油加工過程中是十分有害的雜質(zhì),當(dāng)其在催化劑中含量達(dá)到一定水平將導(dǎo)致催化劑失活。對石油及其加工產(chǎn)品中痕量金屬和非金屬元素的分析檢測,對判斷催化劑的活性及其使用時(shí)間,合理選擇添加劑的加入量,考查設(shè)備的磨損情況,科學(xué)合理、環(huán)保使用資源,改進(jìn)加工工藝,保證和提高產(chǎn)品質(zhì)量,開發(fā)新的石化產(chǎn)品都具有重要意義。

原子光譜法由于高選擇性、高靈敏度、低檢出限、多元素的同時(shí)檢測能力等優(yōu)點(diǎn),在痕量金屬和非金屬元素分析檢測中起著重要的作用,是檢測痕量元素的有效手段。早在上世紀(jì)六十年代初,PforrAribot首先將ICP-AES法用于石油樣品的測定,將油樣用汽油稀釋后導(dǎo)入等離子體進(jìn)行光譜測定。1972年,S.Greenfiled和P.B. Smith小型加熱霧化器將微升級樣品引入等離子體內(nèi),建立了同時(shí)測定無機(jī)、有機(jī)溶液中多元素的方法,檢出限為l09 ~1010g,測定含量為109水平的樣品,精密度RSD為5%。方法已成功用于油、有機(jī)化合物和血樣中的痕量金屬測定[1]。1976年 V.A.Fassel等用4-甲基-2-戊酮稀釋潤滑油直接將樣液注入等離子體內(nèi),在1.5min 內(nèi)用ICP-AES同時(shí)測定了軸承磨損留在潤滑油中15個(gè)痕量金屬元素,檢出限為0.0004~0.3μg/mL[2]J.W.Robinson用原子吸收光譜法直接進(jìn)樣測定了汽油中的鉛,不受汽油中硫、氮含量變動的影響和共存組分的干擾[3]


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