第12章 原吸光譜分析在石油化工和輕工領域中的應用（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屆世界石油會議上報告了他們的《原子吸收法在石油工業上的應用》綜述論文[4]。隨著原子吸收光譜技術的發展和普及,它在原油、中間產物和zui終產品中微量元素的分析方面得到了廣泛的應用。其中一些原子吸收光譜分析方法,已成為美國ASTM和上通用的標準分析方法。在我國, 原子吸收光譜分析經過三十多年來的發展,已普及到包括石油化工和輕工行業在內的國民經濟的各個領域［5～9］,其中已有不少原子吸收光譜分析方法被列為行業和國家標準分析方法。

石油化工和輕工樣品，種類繁多、來源復雜，不同樣品性質差別很大。既有液態,也有固態、氣態；既有有機物,也有無機物。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,易燃易爆,而油礦石、催化劑、添加劑等又非常穩固。樣品來源和種類的多樣性,造成了樣品預處理和制樣方法的多樣性,同時也為某些樣品的處理帶來相當大的困難。

在石油化工和輕工的生產過程中,從原材料驗收、中間生產過程的質量控制到產品出廠檢驗的各環節,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mg.kg-1, 而Ni含量則高達幾百mg.kg-1。在石油煉制加工中,金屬含量的多少是評價煉油工藝及其產品質量的重要指標［10］，其中某些金屬是石油加工過程中十分有害的雜質(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、加工儲運及在石油產品使用過程中的金屬污染,如：設備的腐蝕、磨損,導致金屬進入石油產品；（3）以添加劑方式進入油品中的金屬成分,主要是為了改善石油產品的使用性能,如潤滑油中添加有機金屬化合物,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；噴氣飛機燃料油中添加有機錳化合物是為了消除飛機的霧化痕跡。輕工產品中的金屬基本上都來自于原料、添加劑和其加工過程。