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AQF-离子色谱联用技术检测石油中的全硫和全氯

AQF-离子色谱联用技术检测石油中的全硫和全氯

AQF-离子色谱联用技术检测石油中的全硫和全氯

王碗,屈锋

(北京理工大学生命科学与技术学院,北京,100081)

摘要:本文采用了一种全新的以燃烧方式处理样品的前处理仪器——自动快速燃烧炉(AQF)与离子色谱联用的技术,开发出测定石油中全硫和全氯的方法。我们选择的色谱条件为:碳酸盐/氢氧化物双重选择性AS14A离子色谱分离柱,碳酸钠/碳酸氢钠缓冲溶液等度淋洗,抑制型电导检测。样品经过AQF装置分段燃烧约11分钟后,在线进入离子色谱系统进行分析。该方法对硫、氯的检测限(S/N=3)分别为52和60 μg/L,线性相关系数均为0.9999,样品和标准溶液的RSD在4.50%-5.10%之间,回收率在98-117%之间,具有灵敏度高,选择性好,操作简单,节省时间,对环境友好等特点。将该方法用于实际样品的检测,结果令人满意。

关键词:AQF; 离子色谱;燃烧; 全硫;全氯

在石油炼制及化工生产过程中,油品中硫、氯等元素的存在会造成有害的影响。硫会影响油品的储存安定性和使用性能,使油品发生恶臭和着色,造成设备管线腐蚀、催化剂中毒,使汽油的感铅性下降,影响润滑油添加剂效果等。氯会腐蚀设备,引起管线堵塞,而且还会加大催化剂的消耗及影响产品质量。因此石油中硫、氯含量的准确测定对于生产、科研和环境保护都有重要的意义[1]-[2]。

现行检测石油中硫的方法中,经典方法有管式炉法、燃灯法、氧弹法等,近年来亦有报道采用x射线光谱法和微库仑法等进行测定。前者是长期沿用的方法,但是测定仪器装置复杂、步骤繁冗、费时费力,难以实现自动化,耗时较多;x射线光谱法测定精密度高,但使用范围较窄,而且不能满足痕量分析的要求;微库仑法需要复杂的试样前处理。而石油中氯的测定较多采用微库仑法,同样存在上述问题[3]-[5] 。

我们采用AQF(Automatic Quick Furnace)自动快速燃烧炉与离子色谱联用技术测定石油中的硫和氯,结合AQF的自动化特性和离子色谱的高灵敏度[6],能够实现操作过程的连续自动化,获得稳定的回收率,较好的重现性,省时省力,对环境友好,而且一次进样可以同时完成对硫、氯的测定。将该方法应用于实际样品的检测,结果令人满意。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

1.1.1 离子色谱系统:

Dionex ICS-90型离子色谱仪,Chromeleon 6.7色谱工作站。所用Na2CO3/NaHCO3淋洗液由Dionex公司淋洗液储备液稀释制得。所有用水均为电阻率18.3 MΩ cm的去离子水。

1.1.2 AQF系统:

Mitsubishi AQF-100型自动快速燃烧炉,由自动进样器装置ABC、自动燃烧装置AQF和吸收装置GA-100组成,采用AQF-100 System Program 1.04版工作站进行控制。硫、氯离子标准(微库仑分析石油及石油化工产品中S、Cl含量的对照样品,100 ng/μL和1000 ng/μL)购自石油化工科学研究院分析仪器开发中心。 配置吸收液所用磷酸盐标准储备液购自国家标准物质研究中心,所用双氧水为国产分析纯。

1.2 实验条件

1.2.1 离子色谱系统:

分离柱:Dionex IonPac AS14A分离柱和IonPacAG14A保护柱,8.0 mmol/L Na2CO3/1.0 mmol/L NaHCO3等度淋洗,ALTAS抑制器,流速为1.0 mL/min。离子色谱分析时间为16.5分钟。

AQF-离子色谱联用技术检测石油中的全硫和全氯

1.2.2 AQF系统:

在工作时,氧气流速为400 mL/min,氩气流速为200 mL/min;进口温度为900 ℃,出

口温度为1000℃;吸收液体积为5 mL;进样燃烧前需空烧两次石英舟;连接离子色谱进样

体积为100μL,ABC自动进样器进样量不超过16mg。

AQF-离子色谱联用技术检测石油中的全硫和全氯

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图1、石油样品及其加S标色谱图 图2、石油样品及其加Cl标色谱图

(1) 样品峰;(2) 加S标后的样品峰 (1) 样品峰;(2)加Cl标后的样品峰

Fig.1 Chromatogram of Petroleum sample Fig.2 Chromatogram of Petroleum sample and its spiked peaks and its spiked peaks

(1)sulfur;(2)sulfur standard spiked (1) chloride;(2) chloride standard spiked

2 结论:

采用AQF对石油样品进行燃烧、吸收前处理,使用抑制型电导检测离子色谱法对试剂中全硫、全氯进行检测的方法,克服了其它前处理方法中的重现性差、回收率低、操作繁冗等缺点,可以很好地对样品中的硫、氯元素进行准确定量分析。另外,还可以采用不同的吸收试剂及

燃烧条件,对其它有机样品中的硫、氯及其他卤素等元素进行定量分析,从而可以 开发出一

系列的方法。

参考文献:

[1]陈少红. 石油产品硫含量测定方法.山东化工,2003年第32卷:41-42

[2]寇拴虎,田金光,狄延琴. 微库仑法测定原油盐含量影响因素的研究.延安大学学报(自然科学版),2005年6月第24卷第二期:61-63

[3]刘软群,吴慈玲. 微库仑法测定重整汽油中氯含量.石化技术与应用, 2000年6月第18卷第3期: 177-179

[4]王宏,郑雷青,陈毅敏等. 电弧引燃炉法快速测定石油产品硫含量研究.理化检验化学分册,2002年 5月第38卷第5期:223-226

[5]赵霞,杨波,田松柏等. 电化学分析方法在测定石油及其产品非金属元素含量中的应用.分析仪器[J],2005年第2期:1-5

[6]牟世芬,刘克纳,丁晓静. 离子色谱方法及应用(第2版).化学工业出版社,2005:4-6

[7]刘肖,张萍,蔡亚岐. AQF-离子色谱联用技术检测1,4-丁炔二醇中氯离子.现代科学仪器,2006年第

2期:74-76