原子光谱在石油分析中的应用探讨

摘 要：随着石油行业不断发展，为了明确掌握石油中金属元素种类和含量，应选择恰当的分析方法。本文主要针对原子光谱在石油分析中的运用进行研究，利用原子光谱方法能有效区别各类金属元素，并且该技术在其他领域有着较好运用，在石油行业发展上有着促进作用。

关键词：原子光谱;石油分析;应用研究

0 前言

石油化工领域的发展，使得原子光谱在石油分析中有着广泛运用，由于该技术能快速分析石油中的金属元素，并能避免其他因素干扰，决定其在石油领域有着较好发展前景。实践表明，原子光谱法能对重金属、碱金属和稀有金属多种元素进行明确识别，为石油产品性能和质量检查提供了有效工具。

1 稀释剂的选择和稀释比的确定

近年来，石油加工技术取得良好发展，并对样品分析速度提出更高要求。为了发挥原子光谱法在石油金属元素检测中的作用，需要进行石油样品测定前的处理，以便检测石油实用性变化，细致分析样品中的金属元素含量。石油样品处理阶段是原子光谱法测定的主要環节，当前常见的油品分解方法包括湿法消化、微波消解、干法灰化法、萃取浓缩等。其中干法灰比适用于重油、原油、焦炭等样品的检测分析中，可通过该方法检测出V、Na、Ca、Fe等难挥发元素的含量。该方法操作简单，在油品灰化后，利用酸性试剂得到水溶液便可进行测量;湿法消解法主要是利用硝酸、硫酸等氧化性试剂进行样品分解[1]。石油中包含大量芳烃，容易和硝酸发生反应，在预处理时要采用硫酸稀释，之后在过氧化氢和硝酸反应中完成消化过程。石油样品检测中主要考虑问题为样品稀释剂的合理选择，通常选择低粘度稀释剂，使其具有较好挥发性，减少对气溶胶雾滴直径大小的影响，对于原子光谱测量法来讲，要保证稀释剂火焰吸收较小。从上述要求看，运用原子光谱法分析石油中石油元素含量时，可优先选择二甲苯、MIBK等稀释剂。在选择好稀释溶剂后，要确定稀释比，适当增加样品稀释比，能提高测量灵敏度。在ICP/AES直接测量油品试样中的金属元素含量时，当选择二甲苯为稀释剂，通常将稀释比适当为10/1时，能保证检测分析结果准确性。总之，稀释石油样品是进行原子光谱测定的重要步骤，只有保证稀释剂和稀释比的合理设定，才能取得预期测量效果。

2 原子光谱法在石油分析中的具体运用

以上主要分析了石油金属含量测定前的准备工作，还应具体讨论石油分析中原子光谱法的运用。该技术基本运用原理为：在需要测定的石油试样中导入氟氢酸、王水等试剂，之后将试样放入65℃的环境中，利用超声波进行搅拌，之后加入MIBK来稀释，上述操作完成后可进行金属元素测定。

油品中金属元素种类及含量是判断石油质量好坏的重要指标，需要结合不同油种对金属种类和含量的要求，进行科学评价。例如，飞机保养中使用的润滑油往往需要测定Ni、Cu、Fe、Ti等金属含量，实际测量时，在试样中添加磨损金属Ca、Ba、Zn等元素，同时将水溶液作为标准，可通过简单操作完成测量作业。不同种类金属含量的测量，要注入不同原料组成的混合溶液。具体分析润滑油中的Zn元素含量时，要在待测试样中添加甲苯--冰醋酸混合试剂，利用空气--乙炔火焰方法，对金属含量进行测定。测量过程中不会受到金属元素含量高低和溶液粘度的影响，得到精确度高的测定结果。在测定润滑油中的Mo元素含量时，要在其中添加氟化氢--硝酸溶液，稀释后可进行金属含量测定;在测定Ti含量时，选择4-甲基-2-戊酮溶液作为稀释剂，震荡后利用亚氮--乙炔火焰法来测定，实验表明，测量结果精准性较高[2]。

研究表明，对待测石油样品进行炭化处理，能有效抑制原子光谱法测量中的影响因素，以免造成最终测量结果出现误差。炭化处理是指将样品和碳粉混合均匀，放在350℃环境中进行炭化，适当添加碳粉原料，之后将处理过的样品放置电弧中，实施原子化处理，再次利用测定仪器检测样品中的金属含量和种类。从石油样品内部物质组成看，其中的烷基铅是一种抗暴剂，是进行石油金属含量测定时主要测定项目。以烷基铅的原子光谱检测为例，首先将6%的二甲苯溶液添加到石油样品中并混匀，一段时间加入乳化剂，使样品产生乳状液，将乳状液放到火焰上便是进行金属含量测定，结合测量结果可对石油产品性能有所了解。当前石油产品金属元素的原子光谱法测定中，通常选择火焰原子光谱法，除此之外，还可利用无火焰原子光谱法，准确检测金属元素含量。另外，在测量石油样品中的P元素含量时，可在石墨炉中加入La（NO3）3溶液，之后将样品加入石墨炉中，主要完成石油样品的炭化处理及原子化处理，再次利用原子光谱法能测定P元素含量。具体来说，原子光谱法在石油金属元素分析中有着较好运用，主要体现在金属种类及含量的准确测定上。实际进行原子光谱测量时，要做好石油产品预处理工作，确保金属元素含量测量精确度。

3 结论

综上所述，石油产品质量的提高始终是石油化工领域主要研究内容，在提高产品质量条件下，可减少对环境的污染。为了达到这一目的，需要采用原子光谱法分析检测石油生产各环节的金属元素含量，以便加大对石油产品质量的控制，实现我国石油化工领域良好发展，为社会各领域提供需要的石油产品。

参考文献：

[1]邱海鸥，包娅琪.原子光谱分析的研究进展及应用现状[J].分析试验室，2018，37（01）：108-124.

[2]穆琳.基于原子光谱技术的润滑油监测与磨损机理研究[D].南昌：华东交通大学，2015.