2013年5月,勝利原油含氯異常偏高,對華北及沿江地區多家煉油企業的正常生產造成了巨大沖擊。原油中有機氯化物在蒸餾裝置中發生水解,生成的HCl 遇水會形成稀鹽酸,將對初餾塔和常壓塔頂及塔頂冷凝系統造成腐蝕;在加氫裝置中,會形成氯化銨在換熱器等處結鹽堵塞,這將嚴重影響煉油裝置的長周期穩定運行。因此監控蠟油加氫原料油的氯含量,是掌握加氫裝置運行和腐蝕情況的關鍵依據。
原油中所含元素對石油煉制、加工和產品質量有很大影響,快速準確測定其含量具有重要意義。開發波長色散x射線熒光光譜儀測定蠟油中的微量氯元素,直接測定加氫原料油中的微量氯含量,操作簡單快速、結果準確。因此本文章對油品元素分析工作中樣品采用日本理學波長色散X射線熒光光譜儀ZSX Primus IV進行檢測。
實驗部分
1.儀器與試劑
日本理學波長色散X射線熒光光譜儀ZSX Primus IV
氯苯(CAS:108-90-7,純度>99%)
容量瓶
無氯白油
2.實驗方法
2.1自制標樣和標準曲線
稱取適量的氯苯和無氯白油于容量瓶中,配置500mg/kg儲備標樣。稱取適量的儲備液,與氯含量為1mg/kg(微庫侖方法測得)的蠟油加氫原料油為空白,用標準加入法配制濃度為1、0、3、0、5、0、7、0、9、0mg/kg的標準溶液,按1.31中的條件測量Cl的x射線熒光強度,并與濃度按線性回歸得校準曲線。
空白樣品校準曲線如圖1所示。
測量條件下,X射線熒光強度與油品中氯的質量含量在1.0—9.0mg/kg范圍內有較好的線性關系。回歸線性方程為:F=0.019c+0.040(c的單位為mg/kg;熒光強度F的單位為kcps),相關系數R2=0.992。結果表明在1.0~9.0mg/kg范圍內熒光強度和質量濃度之間呈線性關系。
2.2基質效應
基質效應(MatrixEffect,ME),在被測量的樣品中除了待測元素以外的其他元素統稱為基質,由于被測量樣品中基質成分的變化造成測量結果的偏差,就叫基質效應。為了檢驗樣品基質與標準溶液基質(白油)對氯含量測定的影響,將儲備標樣500mg/kg溶液分別稀釋為0、1、0、3、0、5、0、7、0、9、0mg/kg的標準溶液,制作標準曲線,F=0.019c+0.079,R2為0.994,見圖2。白油基質標樣曲線與樣品標準曲線相比,斜率基本相同,但是截距高出將近一倍。
圖2標樣(白油)校準曲線
用相同的加標樣品對不同的標準曲線分析,考察不同基質對測定結果的影響。平均基質效應≤20%,則認為基體效應可以忽略;如果>20%則認為基質效應對檢測結果具有顯著性的影響,基質效應不能忽略,要使用基體校正或標樣基體校正消除影響。基質效應計算如下:
ME%=(M1-M2)/M1×100%
M1為白油校準曲線測定結果,M2為空白樣品校準曲線測定結果。
由表2可知,樣品基質效應是減弱的,絕對值>20%嚴重影響cl元素的測定,分析原因是由于加氫原料蠟油組成復雜,與白油基體在碳氫比,硫含量、氮含量、微量金屬含量方面存在較大差異造成的。為了確保分析結果的準確,采用樣品標準加入的方法配制標樣,建立標準曲線,消除基體干擾。
2.3檢出限和定量下限
加氫原料油中氯含量檢出限,以3倍空白值的標準偏差除以標準曲線的斜率得到,其值為0.6mg/kg,以10倍空白值的標準偏差除以標準曲線的斜率得到2mg/kg。
2.4回收率與精密度試驗
選取4個原料蠟油樣品,采用加標回收率的方法進行準確度試驗,計算回收率93.8% ~113.0% ,如表1所示。
選取5個原料蠟油重復測定5次,考察方法的重復性,結果如表4所示。
3.結論
波長色散x射線熒光光譜法測定加氫原料蠟油中的氯含量,基質效應影響嚴重,采用低含量的空白樣品制作標準曲線能夠消除影響。日本理學波長色散X射線熒光光譜儀ZSX Primus IV測定快速高效,線性相關性較好,回收率和準確性較高,能夠滿足加氫工藝對原料氯含量監控的需要。
參考文獻
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