第12章 原吸光譜分析在石油化工和輕工領(lǐng)域中的應(yīng)用（程志臣）

12.1 概述

1955年,Walsh提出原子吸收光譜可以作為一般分析方法應(yīng)用[1]。1961年,Robinson[2]和Sprague[3] 等人分別提出了可以直接或用溶劑稀釋后用原子吸收光譜分析汽油和潤滑油樣品。1967年Barras等人在第7屆世界石油會(huì)議上報(bào)告了他們的《原子吸收法在石油工業(yè)上的應(yīng)用》綜述論文[4]。隨著原子吸收光譜技術(shù)的發(fā)展和普及,它在原油、中間產(chǎn)物和zui終產(chǎn)品中微量元素的分析方面得到了廣泛的應(yīng)用。其中一些原子吸收光譜分析方法,已成為美國ASTM和上通用的標(biāo)準(zhǔn)分析方法。在我國, 原子吸收光譜分析經(jīng)過三十多年來的發(fā)展,已普及到包括石油化工和輕工行業(yè)在內(nèi)的國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域［5～9］,其中已有不少原子吸收光譜分析方法被列為行業(yè)和國家標(biāo)準(zhǔn)分析方法。

石油化工和輕工樣品，種類繁多、來源復(fù)雜，不同樣品性質(zhì)差別很大。既有液態(tài),也有固態(tài)、氣態(tài)；既有有機(jī)物,也有無機(jī)物。原油、潤滑油粘度很大,而石腦油、汽油幾乎如同水狀,且石油樣品易揮發(fā),易燃易爆,而油礦石、催化劑、添加劑等又非常穩(wěn)固。樣品來源和種類的多樣性,造成了樣品預(yù)處理和制樣方法的多樣性,同時(shí)也為某些樣品的處理帶來相當(dāng)大的困難。

在石油化工和輕工的生產(chǎn)過程中,從原材料驗(yàn)收、中間生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制到產(chǎn)品出廠檢驗(yàn)的各環(huán)節(jié),需要和可以使用原子吸收光譜法的地方很多。目前從原油中鑒定出的金屬與非金屬元素約三十多種,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。我國原油中 V含量多為幾個(gè)mg.kg-1, 而Ni含量則高達(dá)幾百mg.kg-1。在石油煉制加工中,金屬含量的多少是評(píng)價(jià)煉油工藝及其產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)［10］，其中某些金屬是石油加工過程中十分有害的雜質(zhì)(如:As、Ni、V)。

油樣中金屬元素主要有三種來源:(1)天然存在于石油中的金屬；（2）石油開采、加工儲(chǔ)運(yùn)及在石油產(chǎn)品使用過程中的金屬污染,如：設(shè)備的腐蝕、磨損,導(dǎo)致金屬進(jìn)入石油產(chǎn)品；（3）以添加劑方式進(jìn)入油品中的金屬成分,主要是為了改善石油產(chǎn)品的使用性能,如潤滑油中添加有機(jī)金屬化合物,可起到防腐、抗氧化、抗磨、抗壓等作用；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（MMT）等茂金屬化合物,可提高其抗爆性能；噴氣飛機(jī)燃料油中添加有機(jī)錳化合物是為了消除飛機(jī)的霧化痕跡。輕工產(chǎn)品中的金屬基本上都來自于原料、添加劑和其加工過程。