重质馏分油、渣油及原油中痕量金属元素检测方案(ICP-AES)

SSL-CA20-296Excellence in Science Excellence in ScienceICP-154 岛津企业管理(中国)有限公司-分析中心Shimadzu (China) Co.， LTD.-Analytical Applications CenterTel：86(21)34193996Email： sshzyan@shimadzu.com.cnhttp：//www.shimadzu.com.cn ICPE-9820 测定重质馏分油、渣油及原油中痕量金属元素含量 ICP-154 摘要：参考《GB/T 37160-2019重质馏分油、渣油及原油中痕量金属元素的测定电感耦合等离子体发射光谱 法》，采用电热板-马弗炉消解样品，品用岛津电感耦合等离子体发射光谱仪 ICPE-9820测定了重质馏分油、渣油及原油中痕量金属元素的含量。分析结果表明，该方法各元素检出限为 0.0033~1.37 mg/kg；仪器精密度优良，测定 RSD 值小于3.00%；样品加标回收率为 91.0~108%。该方法灵敏度高，重复性良好，适用于重质馏分油、渣油及原油中痕量金属元素含量的批量测定。 关键词：电感耦合等离子体原子发射光谱法 重质馏分油渣油 原油 金属元素 石油是由碳氢化合物组成，具有特殊气味的、有色的可燃性油质液体，是一种不可再生原料，主要被用作燃油和汽油，同时也被用作化学工业产品如溶剂、化肥、杀虫剂和塑料等的原料。 属元素的测定方法，为油品的后期加工、生产提供重要参数。 在石油炼制过程中，原料油中的部分金属元素过高会对催化剂的反应活性造成影响，导致催化剂中毒。因此，准确测定油品中金属元素含量对于生产加工工艺流程的设计、催化剂的选择以及产品的质量控制是非常重要的。 《GB/T37160-2019重质馏分油、渣油及原油中痕量金属元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法》规定了重质馏分油、渣油以及原油中部分金 电感耦合等离子体原子发射光谱法 (ICP-OES)具有测定元素范围广、线性分析范围宽、分析精密度高、干扰较少、同时或顺序多元素测定等优点。本文参考《GB/T37160-2019重质馏分油、渣油及原油中痕量金属元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法》，采用电热板-马弗炉消解样品，利用岛津电感耦合等离子体发射光谱仪 ICPE-9820 测定了重质馏分油、渣油及原油样品中痕量金属元素含量。 实验部分 1.1仪器设备 岛津ICPE-9820型电感耦合等离子体发射光谱仪。 图1岛津ICPE-9820 型电感耦合等离子体发射光谱仪 1.2仪器条件 表1 ICP-OES 分析条件 仪器参数 设定值 仪器参数 设定值 高频功率 1.20 kW 等离子体气流速 10.0 L/min 辅助气流速 0.60 L/min 载气流速 0.70 L/min 炬管类型 mini 炬管 雾化器类型 同轴 雾化室 旋流雾室 高频频率 27.12 MHz 样品前处理 称取试样约5.0 g， 精确至0.001g，置于石英烧杯中，缓慢加入2.0mL硫酸，盖上石英表面皿，置于电热板上加热，缓慢升温至样品停止生烟并全部结焦。将带盖的石英烧杯放入550℃马弗炉中灰化5.0小时，根据样品灰化情况，可适当增加灰化时间。 待灰化后样品冷却后，向烧杯中加入10 mL 王水溶解残渣，并置于电热板上加热至完全溶解后，待溶液蒸发至约1.0mL， 取下烧杯冷却至室温，用超纯水洗涤定容至50mL， 加入1.0 mg/L 内标，摇均待测。相同的方法制备空白溶液。 结果与讨论 3.1标准曲线 使用4%的盐酸配制 Al、Ca、Fe、K、Mg、Mn、Mo、Na、Ni、Pb、V、Zn混合标准溶液，加入1.00mg/L抗作为内标。标准曲线浓度为0、0.20、0.50、1.00、2.00、5.00、10.0、20.0mg/L， 根据样品含量适当调整标准曲线浓度范围。部分元素标准曲线及谱峰轮廓图如下图。 c 图2铝(Al)标准曲线 r=0.99997 图3 钙(Ca)标准曲线 r=0.99998 c c 图4锰(Mn)标准曲线r=0.99996 图55镍(Ni)标准曲线 r=0.99993 c 图6钒(V)标准曲线 r=0.99999 图7锌(Zn)标准曲线 r=0.99993 Ca 396.84/ Best Ni 231.604 Best 图8 钙 (Ca)元素谱峰轮廓图 图9 镍(Ni) 元素谱峰轮廓图 3.2 检出限 以空白溶液连续测定10次，计算检出限(IDL)，以称样5.0 g稀释到50mL计算，得到该方法的检出限(MDL)，各元素的检出限如表2所示。 表2 各元素分析检出出限(限mg/kg) 元素 波长(nm) 观测方向 IDL(mg/L) MDL(mg/kg) AI 394.403 轴向 0.0017 0.017 Ca 396.847 径向 0.00065 0.0065 Fe 259.940 轴向 0.00055 0.0055 K 766.490 径向 0.14 1.37 Mg 280.270 径向 0.0015 0.015 Mn 257.610 轴向 0.00066 0.0066 Mo 202.030 轴向 0.00060 0.0060 Na 589.592 径向 0.075 0.75 Ni 231.604 轴向 0.0012 0.012 Pb 220.353 轴向 0.0044 0.044 V 311.071 轴向 0.00035 0.0035 Zn 213.856 轴向 0.00033 0.0033 3.3样品结果 按照样品前处理程序，对重质馏分油、渣油和原油样品进行前处理后，使用 ICPE-9820测定，同时对样品进行加标回收率实验，测定结果见表3-5，各元素测定 RSD小于3.00%，测定稳定性良好；加标回收率为91.0~108%，回收率良好。 表3 重质馏分油分析结果 元素 测定结果(mg/L) RSD(n=3，%) 样品结果(mg/kg) 加标量(mg/L) 加标测定结果(mg/L) 回收率 (%) 油 AL 0.081 0.08 0.81 1.00 1.06 97.9 Ca 0.048 1.04 0.48 1.00 1.06 101 Fe 0.016 0.85 0.16 1.00 1.03 101 K 1.77 1.63 17.7 1.00 2.75 98.0 Mg 0.12 0.27 1.24 1.00 1.14 102 Mn 0.0083 0.48 0.083 1.00 1.00 99.1 Mo 0.012 1.16 0.12 1.00 0.99 97.3 Na 0.44 1.73 4.37 1.00 1.36 92.3 Ni N.D. 1.00 1.01 101 Pb N.D. 1.00 1.02 102 V 0.0096 1.48 0.10 1.00 0.98 97.0 Zn 0.013 1.30 0.13 1.00 1.07 106 N.D.：未佥出。 表4 渣油分析结果 元素 测定结果(mg/L) RSD(n=3，%) 样品结果(mg/kg) 加标量(mg/L) 加标测定结果(mg/L) 回收率((%) Al 0.34 0.83 3.39 1.00 1.33 99.1 Ca 3.31 0.13 33.1 10.0 12.7 93.9 Fe 2.42 0.11 24.2 1.00 3.46 104 渣 油 K 1.99 1.78 19.9 1.00 2.91 92.0 Mg 0.12 0.04 1.16 1.00 1.14 102 Mn 0.058 0.62 0.58 1.00 1.05 99.2 Mo 0.019 2.76 0.19 1.00 0.99 97.2 Na 0.18 1.72 1.79 1.00 1.13 95.1 Ni 6.81 0.04 68.1 10.0 16.3 94.9 Pb N.D. 1.00 1.00 100 V 0.14 0.51 1.43 1.00 1.11 96.7 Zn 0.13 0.80 1.27 1.00 1.16 103 N.D.： 未检出。 元素 测定结果(mg/L) RSD(n=3，%) 样品结果(mg/kg) 加标量(mg/L) 加标测定结果(mg/L) 回收率 (%) AL 0.31 0.19 3.13 1.00 1.25 93.7 Ca 2.42 0.15 24.2 1.00 3.40 98.0 Fe 1.29 0.18 12.9 1.00 2.24 95.0 K 3.89 0.96 38.9 10.0 14.7 108 原 Mg 0.83 0.12 8.28 1.00 1.81 98.2 Mn 0.032 0.12 0.32 1.00 0.99 95.6 油 Mo 0.015 2.42 0.15 1.00 0.96 94.8 Na 3.75 0.51 37.5 10.0 14.2 105 Ni 2.23 0.27 22.3 1.00 3.14 91.0 Pb N.D. 1.00 0.97 97.0 V 0.052 0.37 0.52 1.00 1.00 94.7 Zn 0.086 0.41 0.86 1.00 1.08 99.4 N.D.： 未检出。 结论 使用岛津ICPE-9820 型电感耦合等离子体发射光谱仪测定了重质馏分油、渣油和原油中痕量金属元素含量。该方法抗基体能力强，精密度高， ICPE-9820 垂直设管设计，可有效减少样品残留和防止炬管积碳积盐，可以实现轴向和径向观测，实现高低浓度的一次测定，适用于重质质分油、渣油和原油中痕量金属元素含量的分析。 岛津应用云 参考《GB/T 37160-2019 重质馏分油、渣油及原油中痕量金属元素的测定 电感耦合等离子体发射光谱法》，采用电热板-马弗炉消解样品，利用岛津电感耦合等离子体发射光谱仪ICPE-9820测定了重质馏分油、渣油及原油中痕量金属元素的含量。分析结果表明，该方法各元素检出限为0.0033~1.37 mg/kg；仪器精密度优良，测定RSD值小于3.00%；样品加标回收率为91.0~108%。该方法灵敏度高，重复性良好，适用于重质馏分油、渣油及原油中痕量金属元素含量的批量测定。