等離子發射光譜法測定焦化柴油中的微量金屬元素

秦紅艷，馬越，方瑞萍，羅翔(中石油克拉瑪依石化有限責任公司，新疆 克拉瑪依 834000)

0 引言

焦化是焦炭化的簡稱，是重質油(如重油，減壓渣油，裂化渣油等)在高溫條件下進行裂解和縮合反應，產生氣體、汽油、輕柴油、輕蠟油、重蠟油和石油焦的過程[1-2]。加氫精制的部分原料是焦化汽油和焦化柴油，其中原料油在加氫精制過程中金屬會沉積在催化劑上使其中毒，使用壽命縮短，生產中需要監控原料油中金屬含量了解焦化柴油精制前后金屬含量的變化及其在生產過程中產生的影響[4-6]。

等離子發射光譜法用于輕質油中金屬的檢測，需做好相應的樣品前處理準備[7-14]。文章參照了SH/T 0715—2002方法進行樣品的處理［15］，用安捷倫公司生產的5100-ICP-OES等離子體發射光譜儀進行分析，同時對該方法的前處理條件進行了優化、考察了實驗的精密度。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

等離子體原子發射光譜儀：等離子體發射光譜儀(5100-ICPOES)，安捷倫公司。

硝酸：優級純，配置成1∶1的硝酸水溶液；標準溶液：國家標準物質中心提供的標準樣品；

水：二次去離子水；氬氣：純度為99.99%；硫酸：優級純。

1.2 測定條件

等離子氣：12 L/min；輔助氣：1.0 L/min；霧化氣：0.7 L/min；RF：1 200 W；觀測高度：8 mm。

1.3 實驗方法

取一定量混合均勻的試樣于石英燒杯內，加入硫酸炭化試樣，然后放入525±25 ℃的高溫爐內加熱灰化。殘余物用一定比例的硝酸溶解并定容，按照測定條件及通過數據系統建立各元素的工作曲線，經霧化進入原子發射光譜儀等離子炬，進行順序測定，再用工作站軟件計算各元素的含量。

2 結果與討論

2.1 樣品前處理條件的選擇

實驗中主要對樣品處理過程進行了考察，如樣品量、加酸量的多少，焦化柴油是一種輕質油品，按原油、渣油的干式處理方法會造成金屬含量的損失，因此參照SH/T 0715—2002的方法，在樣品中加入硫酸，一起灰化，減少損失。為考察樣品量的多少對結果的影響，稱取10 g、20 g、30 g樣品加硫酸7 mL進行實驗，然后確定試樣量，再考察加入硫酸量多少對結果的影響，結果如表1和表2所示。

表1 不同取樣量下的結果比較

表2 不同加酸量的結果比較

通過實驗，10 g樣品所得結果平行性不好，20 g、30 g樣品所得結果的平行性較好，但稱取30 g樣品處理時間較長，選擇以20～30 g的樣品量為佳。取樣量確定后，對加酸量進行考察，以25 g樣品加入4 mL、7 mL和10 mL的硫酸做實驗，25 g樣品加入4 mL的酸所得結果偏小，且重復性差，加入7 mL和10 mL的酸所得結果比較穩定，因此以25 g樣品加酸7 mL為準。

2.2 樣品前處理

稱取20～30 g柴油樣品，加入7 mL硫酸，放在電爐上灼燒，形成黑色殘渣后，移入525±25 ℃馬弗爐內繼續灼燒3 h左右，取出加入1∶1硝酸水溶液，在電爐上蒸發到2～3 mL，移入25 mL容量瓶，待測。

2.3 分析譜線的選擇

每個元素選擇2～3條譜線，焦化柴油金屬含量比較低，考慮譜線的檢出限和信噪比，選擇最靈敏線，如表3所示。

表3 各元素分析譜線

2.4 準確度和精密度試驗

本次試驗在同一條件下對試樣進行了11次測定，同時考察精密度，結果表4，表5所示。

表4 柴油樣品Fe、Ca結果

表5 重復性精密度(n=11)

從表5中測定數據可以看出，相對標準偏差均小于5%，可以滿足微量分析檢測要求。

2.5 回收率試驗

如表6所示。元素的加標回收率在90%～110%之間，說明本方法可靠。

表6 回收率實驗

3 結語

樣品加入硫酸進行前處理，有效的抑制了輕質柴油中金屬含量的損失，通過分析條件的優化試驗，確定了取樣量和硫酸加入量，考察了準確度精密度，為建立焦化柴油金屬含量的測定方法提供了理論依據。