原子吸收法测定重油中镍、钠含量

作者:庞永倩 张尕玲

摘要： 用火焰原子吸收法对重油中的微金属镍、钠进行了测定，此方法的标准偏差镍为O．053％ ，钠为0037％ ，回收率镍为98．3％ 一102％ ，钠为97．1％ ～102％。
中图分类号： 0657 文献标识码： A ‘ 文章编号： 1004-275X(2005)01-0033-03
Determination of Nickel and Sodium from Heavy Oil by Atom Absorption
PANG Yong-qing ，ZHANG Ga·ling
(1．Department of Applied Chemistry，Liaoning Petrochemical Professional Technology College，Jinzhou 121001，China：
2．Facility Research Institute，Jinzhou Petrochemical Company，Jinzhou 121001，China)
Abstract： Determination of trace nickel and sodium from heavy oil by flame atom absorption was studied． Result showed thatthemethodwas exact，with standard deviationof 0．053％ for nickel and0．037％ for sodium ， and recovery rate 0f98．3～ 102％ for nickel an d 97．1～ 102％ for sodium respectively．
Key words： atom absorption；heavy oil；nickel；sodium

    原子吸收光谱法是研究原子对辐射能吸收的一种元素分析方法。自1955年诞生以来，Walsh及其合作者将原子吸收光谱法发展成为r-一种具有高灵敏度和高选择性的定量分析技术。目前此方法在石油化学中的应用范围包括从通过各种中间产物和最终产品的添加剂和杂质的控制的原油分析到对使用过的润滑油中磨损金属的测定。使用原子吸收的优点是样品一般能在一种合适的溶剂中稀释，并可直接将其吸人火焰中，从而快速、准确地测定微量金属的含量。
    目前，石化系统的生产设备使用的材质主要为合金钢，其主要成份为铁、镍、铬等。由于原油中含有诸如无机盐、硫化物、氮化物、有机酸、氧、二氧化碳和水等杂质，这些杂质中有些本身是腐蚀性介质，有些会在加工过程中转化为腐蚀性介质。此外，在原油加工过程中会加入氢气及酸、碱化学药品，也会成为腐蚀性介质。因此，在装置正常生产过程中，不可避免地会使反应釜、管线发生腐蚀。通过监测各种管线油中的微量金属的含量，为装置的腐蚀情况提供可靠的证据。
    本文所用的方法灵敏度高、准确度好、测定的元素多、干扰少、选择性好、分析速度快、自动化程度高、操作简便，几乎可以对各种基体中的所有金属元素进行微量测定。

1 实验部分
1．1 仪器和试剂：日本岛津AA-6401F型原子吸收分光光度计，钠空心阴极灯，镍空心阴极灯；盐酸(优级纯)、金属镍(光谱纯)、氯化钠(分析纯)、氯化钾(分析纯)镍标准溶液：称取1．000g金属镍，用盐酸溶解后，用去离子水准确地稀释至1000mL，配成含镍为1 mg／mL的溶液备用。钠标准溶液：称取在105℃下烘干的氯化钠0．254 g溶于水中，用水准确稀释至100 mL，配成含钠为l mg／mL的溶液备用。氯化钾溶液：称取在300—400℃下烘干的氯化钾0．382 g溶于水中，用水准确稀释至100 mL，配成含钾为2 mg／mL的溶液备用。
1．2 实验方法
1．2．1 样品预处理
    准确称取一定量的重油样置于瓷坩埚内，放在电炉上缓缓加热，处理含少量水的试样时要同时用红外灯照射，以便除去水分，防止加热时样品由于水的存在而喷溅。待油气出现时点燃，并降低电炉温度，让试样自燃，燃烧将要停止时，再逐渐提高电炉温度，继续焦化直至不起火为止，然后移人马福炉内阶梯升温，在200℃下恒温一小时后，再升温至550℃下灼烧以除尽残炭，待马福炉温度降到200℃以下时，取出坩埚冷却后，加人1：1盐酸5 mL，在电炉上缓慢加热，溶解坩埚中的试样，并将酸液蒸发到2 mL左右，再加人5—10 mL水，再蒸发到2 mL左右，定量转移到100 mL容量瓶内，加抗电离剂及抗干扰剂等，稀释到刻度，混匀，同时作空白。
1．2．2 仪器工作条件的选择
    为了使仪器有较好的灵敏度，我们经过多次实验，对灯电流、燃烧器高度、狭缝进行了选择，灯电流小时吸收灵敏度高，精密度降低。较为理想的仪器工作条件如表1所示。
1．2．3 线性范围：由标准曲线法测定本方法的线性范围为：Ni，0-2．0 o,g／ml；Na，0～1．2 g／ml。
1．2．4 结果计算
    测得值减空白值后，查标准工作曲线，按下式计算重油中Ni、Na的含量。
cx—重油中元素含量(o#g)；
cs—查标准曲线所得样品溶液的浓度( rTlL)；
v一试样溶液总体积(mL)；
w一试样重量(g)。
  根据以上计算原理，样品的浓度值可通过仪器的数据处理程序直接输出。

2 结果与讨论
2．1 灼烧温度对元素损失情况的影响：由表2可以看出，随着温度的升高，钠损失较大，且温度升高会使活泼金属易氧化，与埚锅里的硅酸盐发生反应，使测定结果偏低。

2．2 溶解所用酸的选取：不论使用哪种酸，当酸度增大时，都会产生负的干扰，其中以硫酸和磷酸的背景吸收为最大，硝酸对钠的干扰相对盐酸小，但对于镍来说盐酸较硝酸更好，而且对于钠在盐酸的酸度较低时，干扰也相对小，因此在同时测定镍、钠时便选择了用盐酸溶解试样。
2．3 酸用量对测定结果的影响：试验结果表明，酸的用量对测定结果影响很大，分解样品时应严格控制酸用量，酸浓度越小结果越接近真值。因此，本法采用二次脱酸来消除酸度所带来的影响
2．4 干扰的消除：因为重油中主要含有微量金属镍、铁、钠、钙、以及从设备上腐蚀下来的铬等几种元素，若钙的浓度高会产生由Ca(OH)：分子带来的负干扰，由此会干扰钠的测定。当加入适量磷酸可改变钙的吸收。Ca2P2O4是难解离的物质，这样就消除了Ca2 干扰。又因钠在乙炔一空气火焰中易电离，影响钠的测定，故在试液中应加入少量的消电离剂氯化钾溶液。文献中介绍铯为最佳消电离剂。测定镍时共存元素干扰很少，只有当铁、铬含量很高时，才会产生化学干扰，但根据我们长期的经验，我公司的重油中铁、铬都是微量的，故不干扰镍的测定。
2．5 准确度和精密度：对样品进行加标回收试验，结果见表3。
2．6 样品测定：本文采用火焰原子吸收法分析测定了2O04年7月12日炼油—厂的样品，于7月l8日测定的重油试佯中的微量元素镍、钠的含量(见表5)。

3 结论
    对重油中微量金属的测定，是保证油品质量的重要因素，同时通过对微量金属含量的监测，对掌握装置的腐蚀情 起到了关键作用，从而适当改进炼油工艺，节约成本，保 熨副 艇 转。从本论文来看，用原子吸收法测定重油中的微金属含量，具有准确性好，易于操作等优点。

参考文献：(略)