应用前线 | 石油化工产品的碳(C)、氢(H)、氮(N)、硫(S)和氧(O)元素分析

2024-12-13 11:44:54 意大利VELP公司

点击“蓝字”关注我们

石油化工行业中

哪些样品需要多元素分析？

石油化工产品中碳(C)、氢(H)、氮(N)、硫(S)和氧(O)元素分析的产品主要包括以下几类：

原油：原油是石油化工的基础原料，对其进行元素分析可以了解其化学成分和特性，这对于后续的炼制和加工过程至关重要。
汽油、柴油等燃料：汽油、柴油中的碳、氢、氮、硫和氧的含量分析对于确保其质量和性能至关重要，同时有助于确定其燃烧特性和排放特性。
润滑油：润滑油中的元素分析有助于评估其性能和稳定性，这对于机械和发动机的维护至关重要。
煤和焦炭：这些固体矿物燃料的元素分析有助于了解其热值和污染物含量。
添加剂：石油化工产品中的添加剂，如抗爆剂、抗氧化剂等，也需要进行元素分析，以确保其不会对产品性能产生负面影响。
沥青等：沥青的元素分析可以提供关于沥青化学组成和性能的重要信息，可以更好地控制沥青的生产过程，提高其应用性能。
塑料和聚合物：作为石油化工产品的塑料和聚合物，其元素分析有助于了解其化学结构和性能。

元素分析在石油化工行业中的重要性

以上产品的元素分析对于确保产品质量、优化生产过程、保护环境和提高经济效益至关重要。以下是这些元素分析在石油化工行业中的重要性：

碳(C)和氢(H)分析

碳和氢是石油化工产品中最主要的元素，它们的比例(C/H比)对燃料的燃烧性能有重要影响。较高的碳氢比意味着更完全的燃烧和更高的燃烧热值。通过调整不同馏分的碳氢比，可以获得更高效的燃料。

氮(N)和硫(S)分析

硫是造成金属设备腐蚀、催化剂中毒、发动机磨损的主要危害源之一。控制石油中的硫含量对于提高油品质量和减少环境污染至关重要。

氮化物是造成油品颜色变暗、产生大量沉渣、储存稳定性变差的主要原因。因此，对油品中的硫、氮元素进行精准测定至关重要。

氧(O)分析

氧元素分析有助于确定石油化工产品中的氧化剂和添加剂，这些添加剂可能用于提高燃料的性能或满足特定的法规要求。

在润滑油中，氧含量的测定可以帮助评估润滑油的抗氧化性能和使用寿命。

▼

元素分析确保石油化工产品满足特定的质量标准和规格，有助于监控和控制产品质量。通过控制石油化工产品中的硫和氮含量，可以减少对设备的腐蚀和磨损，从而延长设备的使用寿命。有助于企业准确计算生产成本，优化原料使用，提高经济效益。同时，在环境保护方面，控制产品中的硫、氮含量对于减少环境污染至关重要，因为它们的氧化物是酸雨和光化学烟雾的主要来源。

综上所述，碳、氢、氮、硫和氧的元素分析在石油化工行业中发挥着关键作用，从保证产品质量到环境保护，再到提升经济效益，都是不可或缺的环节。并且遵循以下标准：

NB/SH/T 0656-2017 石油产品及润滑剂中碳、氢、氮测定法元素分析仪法
ASTM D 5291-2021 石油产品及润滑剂中碳、氢、氮测定的标准试验方法
ASTM D 5622-17 通过还原热解测定汽油和甲醇燃料中总氧的标准测试方法
NB/SH/T 0986-2019 汽油、柴油和甲醇燃料中总氧含量的测定还原裂解法
JY/T0580-2020 元素分析仪分析方法通则

对此类石化样品，例如沥青，原油，稠油，添加剂以及煤炭等，样品形状不一，前处理均质化的需求各不相同，同时，如何确保样品的完全燃烧也是检测元素含量的关键。

EMA 502元素分析仪

在石油化工样品分析中的优势

VELP唯意朴仪器的EMA 502 元素分析仪，是准确可靠的碳、氢、氮、硫和氧的测定解决方案，通过多参数调节可对高碳的样品快速燃烧，简化操作，并在几分钟内测定样品中各元素的含量。且可同时使用锡箔舟称取液体油品或粘度较大的稠油样品，满足多种不同样品性状的测试。

全自动进样器可连续上样，不间断的工作，极大地提高实验室的测试效率。仅需3-5毫克的样品量就可实现高精度的分析，降低测试成本。

创新的 LoGas™ 热导检测器 (TCD) 无需参比气体，即可检测所有气体含量，进而计算出样品中碳、氢、氮和硫元素的含量。

案例分享

对来自国内某石化研究院的各类石化样品进行CHNS-O分析，样品包括：沥青，煤炭，原油，轻油，稠油，添加剂，化工品。

样品制备

固体样品：沥青和煤炭，充分研磨均质化后，称取适量样品于锡纸杯中，并加入一定比例的助燃剂，将锡纸包裹紧密并记录样品重量，加入自动进样器中进行上机测试。

液体样品：原油，轻油以及添加剂和化工品，在锡纸杯中加入一定比例超级吸附粉末，再滴入适量液体样品，将锡纸包裹紧密并记录样品重量，上机测试。

半固体样品：稠油粘度大，可在加热板上适当加热增加流动性后取样。在锡纸杯中加入一定比例超级吸附粉末，再滴入样品后将锡纸包裹紧密并记录样品重量，上机测试。

为了优化高碳含量样品的完全燃烧过程，通常会添加五氧化二矾，以一定比例将V₂O₅与样品混合，以最大程度提高元素的充分燃烧，尤其是硫的测定。并且，加氧燃烧方法中也可适当优化氧气流速，保证样品的充分燃烧。

使用高碳含量的标准品BBOT建立标准曲线，各元素的标准曲线R2值均大于0.999。

实验结果

CHNS/O测试结果：

样品	N%	C%	H%	S%	O%
沥青	0.32±0.02	95.56±0.58	3.24±0.01	0.36±0.01	0.50±0.02
煤炭	0.32±0.01	95.19±0.33	3.43±0.01	0.41±0.01	0.24±0.01
原油	0.15±0.01	85.73±0.34	13.08±0.03	0.69±0.01	N/A
轻油	N/A	83.23±0.42	16.39±0.05	N/A	N/A
添加剂	0.39±0.01	51.65±0.13	9.10±0.09	29.73±0.85	N/A
化工品	N/A	89.45±0.65	9.89±0.08	N/A	N/A
稠油	1.02±0.01	87.28±0.76	9.95±0.06	N/A	1.18±0.02

试验结果重复性好，满足客户的预期需求。使用VELP的 EMA 502 元素分析仪对以上石化类产品进行碳氢氮硫氧元素的分析测定，可以获得快速准确，高精度的测试结果，是石化行业测试产品中元素组成的理想解决方案。

为何选择EMA 502?

快速加热，减少时间浪费
支持一次处理多达 117 个样本，效率高
无需参比气路，省气50%
节省载气：仅120-140 毫升/分钟
节省功率等能源消耗：570W
分析及维护成本低
尺寸小巧：50*51*41cm节省实验台空间

推荐阅读

	● 应用前线 \| 石墨原料及成品等高碳材料的碳、氢、氮、硫、氧元素分析解决方案
	► 点击阅读

VELP唯意朴仪器是一家拥有40年历史的意大利公司，专注于分析仪器与实验室通用设备制造。现已在全球100多个国家拥有300多家授权合作伙伴，超60万台仪器设备已在全球实验室客户中使用。作为全球实验室、研究中心和质量控制部门的供应商，VELP唯意朴仪器极其注重技术创新和持续研发，其产品被广泛应用于食品饮料、饲料、农业、环境、制药与生命科学、化工和石化、化妆品等领域。