原子吸收光谱法在石油化工中的应用

赵安峰(中国石油大庆炼化公司检验监测中心，黑龙江 大庆 163411)

0 引言

在石油行业当中原子光谱分析法得到了广泛的应用，因为以原子光谱原理建立的检测方法能够对石油化工中的金属元素展开有效且精准的分析，也能够避免一些其他因素的干扰。而近年来原子吸收光谱法也被应用到了多个领域当中，因为原子吸收光谱法不仅能够判别出石油当中的金属元素，更可以测定其他，液体或气体当中的金属元素，因此，充分的发挥出原子吸收光谱法的实际价值是非常重要的，有利于促进石油化工行业的进一步发展。

1 原子吸收光谱法的相关概述

原子吸收光谱法由20世纪50年代中所提出，在这种仪器分析方法进行发展的过程中被多个领域广泛应用，并且发挥出了极大的辅助价值。原子吸收光谱法又可以称为原子吸收分光光度分析，原子吸收光谱分析主要是基于试样蒸气相中被测元素的基态原子及其对有光源发出的该原子的特征性窄频辐射所产生的共振吸收。在一定范围之内，其吸光度能够与蒸气相中被测元素的基态原子浓度形成正比，以此来测定试样当中该元素含量的一种仪器分析方法。

原子吸收光谱是根据气态的基态原子外层电子对可见光和紫外光范围的相对应的原子共振幅射线的系数强度来进行定量、被测元素含量为基础的一种分析方法，也是一种测量特定气态原子对光辐射的吸收的方法。此方法一经出现便得到了较好的应用，在接下来的发展当中原子吸收光谱法成为了一种新型且有效的仪器分析方法，在冶金、化工、地质、食品、轻工、机械等多个领域都得到了有效的应用[1]。

原子吸收光谱法在石油化工行业当中也有着非常宝贵的应用价值，石油产品主要包括原油、石油化工产品和各种油品，油品当中某些金属元素的含量将会直接影响到油品的品质，而在石油化工行业当中通过应用原子吸收光谱法则能够精准的评定石油当中含有各个金属元素的实际数据，并且有着分析速度较快、抗干扰能力较强的优点。

2 原子吸收光谱法的应用特点

2.1 选择性较强

因为原子吸收带宽较窄，因此，在进行测定时会非常快，并且也比较便捷，在适当的条件下能够实现自动化操作。在发射光谱分析当中，如果共存元素的辐射线或者是分子辐射线不能与待测元素的辐射线相分离时，此时便会产生表现强度的变化。从原子吸收光谱法的角度来说，谱线受到干扰的几率非常小，因为谱线仅仅是发生在主线系，并且谱线很窄，线重叠的几率也要比发射光谱小很多，因此光谱受到的干扰也要比较小。即使是与临近线分离的并不完全，因为不会发射出过长的辐射线，因此所受到的光谱干扰是能够克服的。在很多情况下，共存元素不会对原子吸收光谱法的应用产生干扰[2]。

2.2 灵敏度较高

原子吸收光谱法是一种灵敏度非常高的技术，比方说，火焰原子吸收法的灵敏度一般为10-6级，石墨炉原子吸收法的灵敏度则可以达到10-9级。与此同时，因为原子吸收光谱法的灵敏度较高，在进行分析的过程中能够促使分析手段最大程度的被简化，这样也便可以直接测定，有效地缩短分析周期、加快测量进程。因为灵敏度较高，所需要用到的进样量比较少，在无火焰原子吸收分析的方式进行分析时仅仅需要5～100 mL，固体进样以石墨炉原子吸收法进行测定仅需0.05～30.00 mg，这对于试样来源较为稀缺的分析是非常有利的，也正是因为如此，原子吸收光谱法的在多个领域当中都得到了广泛的应用，并且切实地突出了其实际价值。

3 在油品分析中应用原子吸收光谱法

原子吸收光谱法的工作原理便是在所需要检测的石油样品当中加入氢氟酸和王水等试剂，接下来，将其放置在65 ℃的环境当中，通过运用超声波来搅拌其大约45～50 min，然后再加入MIBK试剂对其进行稀释，最后便可以精准的测定其中所存在的金属元素了。

在评价油品质量好坏的过程中，主要所要依据的指标便是油品当中各类金属元素的种类和含量，因此，针对于不同种类的油种对其金属元素种类和含量的评测标准也是存在差异的。例如通常情况下，飞机所用的温润滑油要求测定是Ni、Cu、Sn、Fe、Ti以及Mo等金属元素的含量，测定的过程中要向其加入磨损金属Ba、Fe、Zn和Ca等这类元素。接下来，再采用水溶液作为无机标准，通过运用这样的测定方式进行测定更加便捷，并且能保证其精准度。当然，针对于不同金属元素的测定也需要加入不同种类的混合溶液[3]。比如在测定润滑油中的Zn含量时便要加入甲苯和冰醋酸的混合溶剂，再采用火焰空气-乙炔火焰法，这样也便能够精准的判断出金属元素的含量是否符合标准，在此过程中也不会受到溶液产生的影响；再或者是要测定润滑油当中Mo的含量时，可以加入HF-HNO3溶液来进行稀释，在此过程中也不会受到其颗粒大小的影响，更易得到精准的测定结果；在测定石油当中Ti的含量时可以加入4-甲基-2戊铜溶剂来进行稀释，并且需要加入混酸进行正当处理。在10 s之后可以应用氧化亚氮-乙炔火焰法来进行测定，通过采用此种方法进行测定能够有效的检测出最低为0.03×10-6的Ti含量。在对石油当中单一金属元素进行测定的过程中将不会受到其他金属元素种类以及实际含量多少的影响[4]。

根据研究和分析之后发现，提前对所要测量的样品展开碳化处理能够将原子吸收光谱法测定的影响因素减到最少，并且能够进一步保证最终测定结果的精准性。碳化处理主要是将样品和碳粉混合均匀并且放置在350 ℃的高温环境当中进行碳化，接下来，再加入碳粉并放置在交流电弧中进行原子化处理。最后，再运用原子吸收光谱法去评定其中所存在的金属元素种类以及具体含量。在汽油样品当中，烷基铅作为一种重要的抗爆剂，对其含量进行精准测定是尤为关键的，汽油试样用甲基异丁基甲酮稀释，加入碘和季铵盐与烷基化铅化合物反应使之稳定。以氯化铅为标样，用原子吸收光谱测定，这样便可以精准的判定出其中含有烷基铅的具体含量[5]。与此同时，除了可以运用火焰原子吸收光谱来对金属含量吸收光谱测定以外还可以选用石墨炉等无火焰吸收光谱的方式对其进行判定，比方说，测定石油当中P的含量时可以向石墨炉当中注入La(NO3)3溶液，并且采用无P电极放电灯，再将石油的样品倒入石墨炉当中进行碳化以及原子化处理，最后，运用原子吸收光谱法便可以测定出P元素的实际含量。

4 在其他领域中原子吸收光谱法的应用

4.1 在催化剂分析中应用原子吸收光谱法

从催化剂的实际特点来看，催化剂的结构、性能、催化活性都会受到催化剂当中存在的一些金属元素、氯化物、络合物的影响，因此，在研发和制造催化剂时便需要精准的判断出催化剂当中所存在的各类金属元素，这样才能够确保催化剂的催化功能。此时，便可以选择运用原子吸收光谱法来进行检测，比方说，在对加氢催化剂当中Ni、Mo、Co这类金属元素进行测定的过程中，可以向测定样品当中加入一些H2SO4来进行溶解，Ni元素则可以采用乙炔火焰原子吸收的方法自行检测[6]。

4.2 在环保分析中应用原子吸收光谱法

在石油化工行业生产过程中能够切实地把握好对环境影响因素的控制工作是非常重要的，因为在石油化工行业进行化工和炼油的时候极易产生多种有害元素和有害化合物，这对水体和空气都将会产生极大的污染。因此，便可以合理地应用好原子吸收光谱法来测定其中存在的危害元素，这样才能够最大程度的降低其对环境和水资源的污染。通过运用火焰原子吸收双容积萃取的方法能够准确测定出水体当中V、Cr、Co、Mo、Pd、Zn等多种元素的含量，而在测定大气中Cr、Pb、Cd这类金属元素时则可以选用石墨炉原子吸收的方法进行测定。首先，可以对大气粉尘展开酸化处理，接下来，便可以运用原子吸收光谱法来进行测定。

5 结语

综上所述，原子吸收光谱法在石油化工行业有着非常宝贵的应用价值，并且原子吸收光谱法凭借着其自身的多重特点，进一步促进了石油化工行业的发展。因此，石油化工行业要想能够有效增强产品的相关质量，并且最大程度地减少其生产对环境所带来的影响，应当合理地采用原子吸收光谱法解决石油化工生产过程中的一些问题，对各个环节进行准确地检测，从而能够严格控制好各类金属元素的含量，这样才能够进一步提升我国石油化工行业的整体发展水平。