浅析电感耦合等离子体光谱（ICP）法测定石油产品中的微量元素

（利华益利津炼化有限公司，山东 东营 257400）

石油中非烃元素包括硫、氮、氧以及微量元素。非烃元素的含量虽然很少，但是所组成的非烃化合物的量却是很可观的。微量元素在胶质、沥青质中最大限度地富集。微量元素在油品中的存在不仅对油品性质和质量有较大的影响，且不同金属在石油炼制的过程中对催化剂的毒害程度和方式也各不相同：油品中的杂原子，特别是一些非常规组分的添加对后续油品在使用中也会造成各类问题，同时在炼油过程中还会造成设备的腐蚀以及环境污染等问题，因此在整个石油加工过程中均涉及对微量元素的存在而进行的严格分析监控。

由于在炼制以及使用过程中，一些非常规助剂与添加剂的使用，油品中需要进行监控的微量元素的种类也越来越多，有很多元素的监控是国内特有的要求。因此，在微量元素的测定方面，石油分析研究人员面临着越来越多的挑战。

油品中金属元素含量微量，工艺装置上关注的目标元素为Pb、Mn、Fe、Ni、Na、 Ca、V、As、Hg、Si等，分析方法的发展趋势一直是向着仪器的小型化、样品处理的简化、分析过程的快速便捷，更低更灵敏的测量下限。电感耦合等离子体光谱法较大程度地符合了检测人员对测量仪器的要求，所以这种方法测量微量元素得到较广泛的使用。

一、元素测定仪器

美国perkinElmer仪器有限公司 Optima 8000电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）配有有机进样系统，它具有灵敏度高、稳定性好、基体效应小、线性范围宽及多元素同时测定的优点。有机物进样系统一般包括半导体制冷系统和质量流量计加氧装置，加氧装置的目的是消除有机物结碳堵塞矩管中心管，流量一般在20.0毫升/分钟即可，氧气流量过大产生热量过多会导致矩管断裂，氧气流量过小会导致结碳严重，半导体制冷的目的是降低进入等离子体的有机溶剂量，避免等离子体熄灭，由于各种有机物的沸点差距较大，半导体制冷的温度越低越好，一般可以到-20摄氏度，而且温度必须可以连续调节。

二、测定方法及测定条件

1.仪器测定需设定的主要参数经验值如下

通风罩风量>5600升/分钟 氩气纯度>99.996%

氩气压力0.8MP左右 氧气流量20ml/分钟

半导体冷却-15℃ 等离子体18.0升/分钟

辅助气体1.0升/分钟 雾化器流量0.35升/分钟

测定元素的波长为标准推荐波长。

2.方法说明

内标法测定金属含量，一定要保证空白、标准和所有样品中内标的浓度相同，严谨的做法要求样品的浓度落在标准曲线的范围内，ICP-OES最常用的标准溶液的浓度是1ppm、5ppm、10ppm三个标准点就够了，但当分析比较低的含量时，标准溶液浓度也要相应降低，而且最好用5个标准点，其原因是含量越高，谱峰越强背景杂峰的影响越小，而含量越低，谱峰越弱背景杂峰的影响越大，对强峰适用的背景点设置可能完全不适合弱峰，用高浓度的标准曲线测量低含量样品，其结果可能是完全错误的，正是因为杂峰影响很大，而且容器、试剂的玷污影响也变大了，所以对低含量标准溶液的线性要求更高。

三、实验溶液的配制

1.多元素标准溶液的配制（称量均精确到0.01克）

取2克500ppm多元素母液、1克Hg1000ppm单元素母液、1克As1000ppm单元素母液于100毫升聚乙烯瓶子中，用白油稀释至50克左右摇匀待用，计算标准多元素溶液浓度约为20ppm。

2.内标溶液配制

取1000ppm Y元素溶液0.5克用白油稀释至50克左右摇匀待用，计算内标Y元素溶液浓度约为10ppm。

3.分析用内标溶液、梯度溶液的配制

取2.0000（±0.0050）克Y内标溶液用白油稀释至20.0000克。

取2.0000（±0.0050）克Y内标溶液加一定量多元素标准溶液用白油稀释至20.0000克，分别配制成S1 0.5ppm、S2 1.0ppm、S3 2.0ppm、S4 4.0PPm的梯度溶液。

四、标准曲线建立及样品测定

按照配制溶液的浓度输入方法设置里，按操作规程新建校准曲线，按照顺序空白S1、S2、S3、S4依次分析样品，得出新的校准曲线。

将重油加热使其具有流动性，取2.0000（±0.0050）克Y内标溶液放入100ml聚乙烯瓶中，取样品1克记录样品的精确重量准确至0.0001克加入瓶中，用白油稀释至20.0000克，记录样品的精确数值，水浴加热使样品充分混匀，不得有未溶解重油，以防堵塞雾化器，混匀的样品凉到室温再开始进样，否则会影响进样量，影响转化率及分析准确度。按仪器操作规程进样测定得出分析结果，分析完样品后，应继续进白油冲洗5分钟左右再熄灭等离子体，以免进样管路中残留样品，由于记忆效应的存在，使基体信号值增大，影响下一个样品分析的准确度。

五、总结

石油及其产品成分较多且性质复杂，能够精准地测量微量元素含量对化验工作者而言任重道远，从石油及产品的预处理、基体溶剂的选择、如何达到再低的检出限、如何精准地定位元素波长、如何提高元素分析的精密度……目前由于分析需求测量下限越来越低，对有些元素的测试要求达ppb以下的水平，痕量超痕量的分析在分析的应用中备受关注，此文所用内标方法借助ICP-OES仪器测定的金属元素含量测量结果较为稳定、检测限较低、重复性较好。为生产工艺提供了有价值的参考数据。