原子光譜在石油分析中的應用探討

張宇

摘 要：隨著石油行業不斷發展，為了明確掌握石油中金屬元素種類和含量，應選擇恰當的分析方法。本文主要針對原子光譜在石油分析中的運用進行研究，利用原子光譜方法能有效區別各類金屬元素，并且該技術在其他領域有著較好運用，在石油行業發展上有著促進作用。

關鍵詞：原子光譜;石油分析;應用研究

0 前言

石油化工領域的發展，使得原子光譜在石油分析中有著廣泛運用，由于該技術能快速分析石油中的金屬元素，并能避免其他因素干擾，決定其在石油領域有著較好發展前景。實踐表明，原子光譜法能對重金屬、堿金屬和稀有金屬多種元素進行明確識別，為石油產品性能和質量檢查提供了有效工具。

1 稀釋劑的選擇和稀釋比的確定

近年來，石油加工技術取得良好發展，并對樣品分析速度提出更高要求。為了發揮原子光譜法在石油金屬元素檢測中的作用，需要進行石油樣品測定前的處理，以便檢測石油實用性變化，細致分析樣品中的金屬元素含量。石油樣品處理階段是原子光譜法測定的主要環節，當前常見的油品分解方法包括濕法消化、微波消解、干法灰化法、萃取濃縮等。其中干法灰比適用于重油、原油、焦炭等樣品的檢測分析中，可通過該方法檢測出V、Na、Ca、Fe等難揮發元素的含量。該方法操作簡單，在油品灰化后，利用酸性試劑得到水溶液便可進行測量;濕法消解法主要是利用硝酸、硫酸等氧化性試劑進行樣品分解[1]。石油中包含大量芳烴，容易和硝酸發生反應，在預處理時要采用硫酸稀釋，之后在過氧化氫和硝酸反應中完成消化過程。石油樣品檢測中主要考慮問題為樣品稀釋劑的合理選擇，通常選擇低粘度稀釋劑，使其具有較好揮發性，減少對氣溶膠霧滴直徑大小的影響，對于原子光譜測量法來講，要保證稀釋劑火焰吸收較小。從上述要求看，運用原子光譜法分析石油中石油元素含量時，可優先選擇二甲苯、MIBK等稀釋劑。在選擇好稀釋溶劑后，要確定稀釋比，適當增加樣品稀釋比，能提高測量靈敏度。在ICP/AES直接測量油品試樣中的金屬元素含量時，當選擇二甲苯為稀釋劑，通常將稀釋比適當為10/1時，能保證檢測分析結果準確性。總之，稀釋石油樣品是進行原子光譜測定的重要步驟，只有保證稀釋劑和稀釋比的合理設定，才能取得預期測量效果。

2 原子光譜法在石油分析中的具體運用

以上主要分析了石油金屬含量測定前的準備工作，還應具體討論石油分析中原子光譜法的運用。該技術基本運用原理為：在需要測定的石油試樣中導入氟氫酸、王水等試劑，之后將試樣放入65℃的環境中，利用超聲波進行攪拌，之后加入MIBK來稀釋，上述操作完成后可進行金屬元素測定。

油品中金屬元素種類及含量是判斷石油質量好壞的重要指標，需要結合不同油種對金屬種類和含量的要求，進行科學評價。例如，飛機保養中使用的潤滑油往往需要測定Ni、Cu、Fe、Ti等金屬含量，實際測量時，在試樣中添加磨損金屬Ca、Ba、Zn等元素，同時將水溶液作為標準，可通過簡單操作完成測量作業。不同種類金屬含量的測量，要注入不同原料組成的混合溶液。具體分析潤滑油中的Zn元素含量時，要在待測試樣中添加甲苯--冰醋酸混合試劑，利用空氣--乙炔火焰方法，對金屬含量進行測定。測量過程中不會受到金屬元素含量高低和溶液粘度的影響，得到精確度高的測定結果。在測定潤滑油中的Mo元素含量時，要在其中添加氟化氫--硝酸溶液，稀釋后可進行金屬含量測定;在測定Ti含量時，選擇4-甲基-2-戊酮溶液作為稀釋劑，震蕩后利用亞氮--乙炔火焰法來測定，實驗表明，測量結果精準性較高[2]。

研究表明，對待測石油樣品進行炭化處理，能有效抑制原子光譜法測量中的影響因素，以免造成最終測量結果出現誤差。炭化處理是指將樣品和碳粉混合均勻，放在350℃環境中進行炭化，適當添加碳粉原料，之后將處理過的樣品放置電弧中，實施原子化處理，再次利用測定儀器檢測樣品中的金屬含量和種類。從石油樣品內部物質組成看，其中的烷基鉛是一種抗暴劑，是進行石油金屬含量測定時主要測定項目。以烷基鉛的原子光譜檢測為例，首先將6%的二甲苯溶液添加到石油樣品中并混勻，一段時間加入乳化劑，使樣品產生乳狀液，將乳狀液放到火焰上便是進行金屬含量測定，結合測量結果可對石油產品性能有所了解。當前石油產品金屬元素的原子光譜法測定中，通常選擇火焰原子光譜法，除此之外，還可利用無火焰原子光譜法，準確檢測金屬元素含量。另外，在測量石油樣品中的P元素含量時，可在石墨爐中加入La（NO3）3溶液，之后將樣品加入石墨爐中，主要完成石油樣品的炭化處理及原子化處理，再次利用原子光譜法能測定P元素含量。具體來說，原子光譜法在石油金屬元素分析中有著較好運用，主要體現在金屬種類及含量的準確測定上。實際進行原子光譜測量時，要做好石油產品預處理工作，確保金屬元素含量測量精確度。

3 結論

綜上所述，石油產品質量的提高始終是石油化工領域主要研究內容，在提高產品質量條件下，可減少對環境的污染。為了達到這一目的，需要采用原子光譜法分析檢測石油生產各環節的金屬元素含量，以便加大對石油產品質量的控制，實現我國石油化工領域良好發展，為社會各領域提供需要的石油產品。

參考文獻：

[1]邱海鷗，包婭琪.原子光譜分析的研究進展及應用現狀[J].分析試驗室，2018，37（01）：108-124.

[2]穆琳.基于原子光譜技術的潤滑油監測與磨損機理研究[D].南昌：華東交通大學，2015.