原子吸收光譜法在石油化工中的應用

趙安峰(中國石油大慶煉化公司檢驗監測中心，黑龍江 大慶 163411)

0 引言

在石油行業當中原子光譜分析法得到了廣泛的應用，因為以原子光譜原理建立的檢測方法能夠對石油化工中的金屬元素展開有效且精準的分析，也能夠避免一些其他因素的干擾。而近年來原子吸收光譜法也被應用到了多個領域當中，因為原子吸收光譜法不僅能夠判別出石油當中的金屬元素，更可以測定其他，液體或氣體當中的金屬元素，因此，充分的發揮出原子吸收光譜法的實際價值是非常重要的，有利于促進石油化工行業的進一步發展。

1 原子吸收光譜法的相關概述

原子吸收光譜法由20世紀50年代中所提出，在這種儀器分析方法進行發展的過程中被多個領域廣泛應用，并且發揮出了極大的輔助價值。原子吸收光譜法又可以稱為原子吸收分光光度分析，原子吸收光譜分析主要是基于試樣蒸氣相中被測元素的基態原子及其對有光源發出的該原子的特征性窄頻輻射所產生的共振吸收。在一定范圍之內，其吸光度能夠與蒸氣相中被測元素的基態原子濃度形成正比，以此來測定試樣當中該元素含量的一種儀器分析方法。

原子吸收光譜是根據氣態的基態原子外層電子對可見光和紫外光范圍的相對應的原子共振幅射線的系數強度來進行定量、被測元素含量為基礎的一種分析方法，也是一種測量特定氣態原子對光輻射的吸收的方法。此方法一經出現便得到了較好的應用，在接下來的發展當中原子吸收光譜法成為了一種新型且有效的儀器分析方法，在冶金、化工、地質、食品、輕工、機械等多個領域都得到了有效的應用[1]。

原子吸收光譜法在石油化工行業當中也有著非常寶貴的應用價值，石油產品主要包括原油、石油化工產品和各種油品，油品當中某些金屬元素的含量將會直接影響到油品的品質，而在石油化工行業當中通過應用原子吸收光譜法則能夠精準的評定石油當中含有各個金屬元素的實際數據，并且有著分析速度較快、抗干擾能力較強的優點。

2 原子吸收光譜法的應用特點

2.1 選擇性較強

因為原子吸收帶寬較窄，因此，在進行測定時會非常快，并且也比較便捷，在適當的條件下能夠實現自動化操作。在發射光譜分析當中，如果共存元素的輻射線或者是分子輻射線不能與待測元素的輻射線相分離時，此時便會產生表現強度的變化。從原子吸收光譜法的角度來說，譜線受到干擾的幾率非常小，因為譜線僅僅是發生在主線系，并且譜線很窄，線重疊的幾率也要比發射光譜小很多，因此光譜受到的干擾也要比較小。即使是與臨近線分離的并不完全，因為不會發射出過長的輻射線，因此所受到的光譜干擾是能夠克服的。在很多情況下，共存元素不會對原子吸收光譜法的應用產生干擾[2]。

2.2 靈敏度較高

原子吸收光譜法是一種靈敏度非常高的技術，比方說，火焰原子吸收法的靈敏度一般為10-6級，石墨爐原子吸收法的靈敏度則可以達到10-9級。與此同時，因為原子吸收光譜法的靈敏度較高，在進行分析的過程中能夠促使分析手段最大程度的被簡化，這樣也便可以直接測定，有效地縮短分析周期、加快測量進程。因為靈敏度較高，所需要用到的進樣量比較少，在無火焰原子吸收分析的方式進行分析時僅僅需要5～100 mL，固體進樣以石墨爐原子吸收法進行測定僅需0.05～30.00 mg，這對于試樣來源較為稀缺的分析是非常有利的，也正是因為如此，原子吸收光譜法的在多個領域當中都得到了廣泛的應用，并且切實地突出了其實際價值。

3 在油品分析中應用原子吸收光譜法

原子吸收光譜法的工作原理便是在所需要檢測的石油樣品當中加入氫氟酸和王水等試劑，接下來，將其放置在65 ℃的環境當中，通過運用超聲波來攪拌其大約45～50 min，然后再加入MIBK試劑對其進行稀釋，最后便可以精準的測定其中所存在的金屬元素了。

在評價油品質量好壞的過程中，主要所要依據的指標便是油品當中各類金屬元素的種類和含量，因此，針對于不同種類的油種對其金屬元素種類和含量的評測標準也是存在差異的。例如通常情況下，飛機所用的溫潤滑油要求測定是Ni、Cu、Sn、Fe、Ti以及Mo等金屬元素的含量，測定的過程中要向其加入磨損金屬Ba、Fe、Zn和Ca等這類元素。接下來，再采用水溶液作為無機標準，通過運用這樣的測定方式進行測定更加便捷，并且能保證其精準度。當然，針對于不同金屬元素的測定也需要加入不同種類的混合溶液[3]。比如在測定潤滑油中的Zn含量時便要加入甲苯和冰醋酸的混合溶劑，再采用火焰空氣-乙炔火焰法，這樣也便能夠精準的判斷出金屬元素的含量是否符合標準，在此過程中也不會受到溶液產生的影響；再或者是要測定潤滑油當中Mo的含量時，可以加入HF-HNO3溶液來進行稀釋，在此過程中也不會受到其顆粒大小的影響，更易得到精準的測定結果；在測定石油當中Ti的含量時可以加入4-甲基-2戊銅溶劑來進行稀釋，并且需要加入混酸進行正當處理。在10 s之后可以應用氧化亞氮-乙炔火焰法來進行測定，通過采用此種方法進行測定能夠有效的檢測出最低為0.03×10-6的Ti含量。在對石油當中單一金屬元素進行測定的過程中將不會受到其他金屬元素種類以及實際含量多少的影響[4]。

根據研究和分析之后發現，提前對所要測量的樣品展開碳化處理能夠將原子吸收光譜法測定的影響因素減到最少，并且能夠進一步保證最終測定結果的精準性。碳化處理主要是將樣品和碳粉混合均勻并且放置在350 ℃的高溫環境當中進行碳化，接下來，再加入碳粉并放置在交流電弧中進行原子化處理。最后，再運用原子吸收光譜法去評定其中所存在的金屬元素種類以及具體含量。在汽油樣品當中，烷基鉛作為一種重要的抗爆劑，對其含量進行精準測定是尤為關鍵的，汽油試樣用甲基異丁基甲酮稀釋，加入碘和季銨鹽與烷基化鉛化合物反應使之穩定。以氯化鉛為標樣，用原子吸收光譜測定，這樣便可以精準的判定出其中含有烷基鉛的具體含量[5]。與此同時，除了可以運用火焰原子吸收光譜來對金屬含量吸收光譜測定以外還可以選用石墨爐等無火焰吸收光譜的方式對其進行判定，比方說，測定石油當中P的含量時可以向石墨爐當中注入La(NO3)3溶液，并且采用無P電極放電燈，再將石油的樣品倒入石墨爐當中進行碳化以及原子化處理，最后，運用原子吸收光譜法便可以測定出P元素的實際含量。

4 在其他領域中原子吸收光譜法的應用

4.1 在催化劑分析中應用原子吸收光譜法

從催化劑的實際特點來看，催化劑的結構、性能、催化活性都會受到催化劑當中存在的一些金屬元素、氯化物、絡合物的影響，因此，在研發和制造催化劑時便需要精準的判斷出催化劑當中所存在的各類金屬元素，這樣才能夠確保催化劑的催化功能。此時，便可以選擇運用原子吸收光譜法來進行檢測，比方說，在對加氫催化劑當中Ni、Mo、Co這類金屬元素進行測定的過程中，可以向測定樣品當中加入一些H2SO4來進行溶解，Ni元素則可以采用乙炔火焰原子吸收的方法自行檢測[6]。

4.2 在環保分析中應用原子吸收光譜法

在石油化工行業生產過程中能夠切實地把握好對環境影響因素的控制工作是非常重要的，因為在石油化工行業進行化工和煉油的時候極易產生多種有害元素和有害化合物，這對水體和空氣都將會產生極大的污染。因此，便可以合理地應用好原子吸收光譜法來測定其中存在的危害元素，這樣才能夠最大程度的降低其對環境和水資源的污染。通過運用火焰原子吸收雙容積萃取的方法能夠準確測定出水體當中V、Cr、Co、Mo、Pd、Zn等多種元素的含量，而在測定大氣中Cr、Pb、Cd這類金屬元素時則可以選用石墨爐原子吸收的方法進行測定。首先，可以對大氣粉塵展開酸化處理，接下來，便可以運用原子吸收光譜法來進行測定。

5 結語

綜上所述，原子吸收光譜法在石油化工行業有著非常寶貴的應用價值，并且原子吸收光譜法憑借著其自身的多重特點，進一步促進了石油化工行業的發展。因此，石油化工行業要想能夠有效增強產品的相關質量，并且最大程度地減少其生產對環境所帶來的影響，應當合理地采用原子吸收光譜法解決石油化工生產過程中的一些問題，對各個環節進行準確地檢測，從而能夠嚴格控制好各類金屬元素的含量，這樣才能夠進一步提升我國石油化工行業的整體發展水平。