浅谈紫外荧光法测定油品硫含量的影响因素

● 阳泉市质量技术监督检验测试所 王腾飞

浅谈紫外荧光法测定油品硫含量的影响因素

● 阳泉市质量技术监督检验测试所 王腾飞

当前我国所面临的空气污染问题主要有PM2.5污染和臭氧污染等，而这些大气污染都与机动车尾气排放密切相关，但尾气的排放与油品的质量也息息相关。汽柴油经过燃烧所释放的二氧化硫严重污染了环境，因此，油品中硫含量检测的准确性对于环境保护有重要的意义。本文主要简述紫外荧光法测定油品硫含量的一些影响因素。

油品 紫外荧光法 硫含量

我们日常生活中使用的石油类产品中主要是车用汽油和车用柴油，这类油品中普遍含有硫化物，而硫化物不仅对油品的质量有一定的影响，而且对使用它的车用设备具有强烈的腐蚀性，并且使用后会有大量的二氧化硫排出。控制油品中的硫含量不仅能大大改善油品的质量，而且能大幅减少对空气的污染。因此，油品中硫含量的准确测定尤为重要，同时也是一个检验工作者的重要职责。油品中的硫含量的检测方法多样，但是随着对油品质量要求的提高，有些老式传统方法因其准确率不高被逐步淘汰。而紫外荧光法测定油品硫含量，因其利用光学手段，从而使得分析效率快，检验结果准确度高等优点在现代化实验室中被广泛推广应用。笔者通过多年来的一线工作，对紫外荧光法测定硫含量颇有一些心得，现将检验过程中的一些注意事项进行分析，与同行探讨。

工作原理

载气将油品吹入设备的高温裂解炉内，油品经氧化裂解后，硫被转化为二氧化硫气体，二氧化硫经过膜干燥器，然后脱水进入设备荧光室，在荧光室内部，部分二氧化硫会因受到紫外光的照射，进而转化为激发态的二氧化硫，激发态的二氧化硫能量高，会通过跃迁变为基态，与此同时会发射出光子，光子转为光信号，光信号会被光电倍增管接收并且放大，最后将收到的光信号转化成电信号。通过计算机的数据处理后，便可转化为与光强度成正比的电信号。在油品、设备条件一定的条件下，反应中所生成的荧光强度激发态的二氧化硫与二氧化硫的生成量成正比例关系，二氧化硫的量又与试验油品中的总硫含量成正比关系，这样就可通过测定荧光强度来测定油品中的总硫含量。

分析步骤

笔者单位使用的是符合国家标准规定的国创分析仪器有限公司生产的TS-3000型荧光硫仪器。在开始试验前，应首先将氧气、氩气打开，吹扫管路10 min左右，然后打开电源开关，根据电脑提示选择相应的方法并且设定相关参数，等到高温裂解炉、流量计等平稳后，根据油品差异，选择使用不同规格的微量注射器精确吸取被测油品，然后通过自动进样器进样。待仪器分析结束后，电脑会根据之前做出的标准曲线自动计算出油品的硫含量，并自动求得平均值。

影响因素

1.试验室条件

因为本试验所使用标准油品、试样微量，所以试验环境对试验结果的影响很大，不同的温度、湿度，以及空气对流都会对试验结果产生很大影响。为了使检验结果稳定，试验环境应做到：

（1）本试验应在独立环境下进行，不能在同一环境内，同时进行其他试验项目，否则会对试验结果产生干扰。

（2）试验环境温度要保持稳定，并且环境温度不宜过高，油品属于易挥发液体，高温环境下挥发速度加快，会直接影响分析结果的准确性。

（3）试验室在试验过程中，应关闭门窗，使室内空气保持稳定，没有强对流空气产生。

2.气体纯度及压力

在反应裂解部分，氧气要与硫化物发生反应，生成二氧化硫，因此气体的纯度直接影响反应结果的稳定性及准确性，气体纯度不够，会导致基线偏离，重复再现性难以保证，而且气体的含水率必须＜5 ppm，因此要选用纯度≥99.99%的氧气；载气压力也应该保持稳定，压强不能＜1.4 MPa。

3.气路密封及清扫

根据紫外荧光法测定硫含量的原理，试验中油品燃烧生成二氧化硫的含量尤为重要，因此试验的整个气路必须密封。对整个仪器的气路进行密闭性检测，是试验前必做工作。通过检测保证气路无泄漏无堵塞，并且气体可以流畅的从尾气口散出。为了让仪器可以正常工作，开机前应先打开氩气、氧气，将气路中的水蒸气和固体杂质吹出去。气路清扫对长时间没有使用过的仪器或新买来的仪器尤其重要。

4.裂解氧气、运载氧气及氩气流量的影响

油品所发生的氧化裂解反应与裂解氧气的大小息息相关，裂解氧气流量大小将直接影响硫化物转变为二氧化硫的转化程度。反应过程中，应该通入过量的裂解氧气，这样才能保证油品可以完全燃烧，否则会产生积炭；但是裂解氧气的流量也不能太大，否则不利于反应充分，致使油品的荧光强度变弱。在通常情况下，可以将流量控制在200～500 mL/min范围内。

载气氩气的作用是将挥发后的油品，载入裂解炉发生氧化裂解反应。实验者可根据油品中所含硫的多少以及进样量的大小，将氩气流量控制在60～150 mL/min的范围内；载气氧气与氩气作为共同载体，应选择与氩气相当的流量，以促进油品的气化。

5.标准曲线的选定

实际操作过程中，标准曲线的确定应由待测油品中硫含量的大致浓度来确定，应选择浓度相近的标准油品，而且标准油品的浓度大于待测油品浓度的区间。

6.裂解温度的影响

高温裂解炉用来保证油品的完全汽化，并发生氧化反应，因此倘若裂解温度过低，会造成试样不完全燃烧，二氧化硫生成量偏低，从而导致测定结果偏低；而如果温度过高，则会生成三氧化硫，还会缩短石英裂解管的使用时限。因此设为950～1000℃为宜。

7.进样量的影响

当裂解氧气的流量以及裂解温度确定后，仪器检测的灵敏度与进样量就有很大关系，因此选择多少进样量，要根据油品的实际含硫量来确定。通过对市场油品含硫量进行大概预估，然后进行试验。对于含硫量较大的车用柴油可以减小进样量，而对于含硫量较小的车用汽油就可以增加进样量。笔者通过长期试验，总结出车用柴油可以选择进样8 μL，车用汽油选择进样20 μL。

8.进样速度的影响

油品由仪器配备的自动进样器推入裂解炉，以确保恒速进样，速度的选择要依据积分区间来确定，目的是要求使峰面积都在积分区域内。否则积分不容易找到终点，导致面积不稳定，从而使重复性、准确性降低。

结束语

利用紫外荧光法测定油品硫含量的试验过程简单，但需要注意的事项颇多，且结果精确度高，因而在日常检验检测中经常被用到，在平时工作中注意上述问题，就会大大提高检测的精确度，从而提高检测的效率。