理学XRF测试油品中的硫

2025-04-21 23:36:11 理学中国


关注理学XRF的小伙伴肯定还记得,理学公司参与了《轻质和中间馏分油品中氯和硅含量的测定波长色散X射线荧光光谱法》的起草和实验室验证工作,这里就是那篇稿件的链接,有兴趣的小伙伴可以点击回顾。下面进入本次的推送!


可能你是电动时代拥趸,但是当今的物流领域,燃油车辆仍然处于主导地位。汽油和柴油中的硫可明显降低车辆催化转换器中催化剂的功效, 同时对高温废气氧传感器造成不良的影响。降低汽油和柴油中的硫含量, 可显著降低所有带有催化转换装置车辆的污染物排放量。




Q

为什么要测定原油中硫


S

硫燃烧之后会生成SO₂,从而对空气造成严重污染,SO₂又是形成酸雾和酸雨的主要原因。为了减少硫对人类的伤害,在石油产品和某些有机化合物中限制了硫的含量,也不能完全不加硫,因为在石油产品中加入适量的硫化物,能够提高石油的性能,还能够使得催化剂更加具有活性和增强其寿命,使得油的质量变得更加优异,所以硫对石油有一定好处,然而硫含量过多又会造成其他问题。


那用什么来测定呢?

当然是理学XRF!


理学为各种行业,包括采矿、石油、冶金、环境科学和考古学,提供不同的理学XRF解决方案,以用于对各种不同材料进行定性和定量元素分析。

XRF

理学

/ X射线荧光光谱仪





S


元素的测定



测定样品介绍

从原油到经过石油炼制生产的各种油品,理学XRF可以提供全面的S含量检测方案。本文和大家分享理学波长色散型XRF对各种油品中不同S含量的分析。分析的标准依据ASTM D2622-16。顺便说一句,中国现行的《GB/T 11140-2008 石油产品硫含量的测定 波长色散X射线荧光光谱法》便是依据ASTM D2622:2007起草的。



理学  ZSX Primus IVi

本次使用的测定设备是:理学波长色散型 X 射线荧光光谱仪 ZSX Primus IVi。

ZSX Primus IVi 是一款下照射顺序式波长色散型 X 射线荧光光谱仪(WDXRF)(即X光管在样品下方);针对如今石油实验室所需进行的常规分析进行了优化。样品室与光学室之间的可编程切换真空密封装置,能够使光学室保持真空状态,同时让样品室处于氦气环境中,从而最大限度地减少氦气消耗,并缩短样品室中气氛转换所需的时间。该光谱仪配备了一个 4 千瓦的 X 射线管,并且在标准配置中包含了可覆盖从氧(O)到锔(Cm)元素的分析晶体。


安装在样品和 X 射线管之间的铍制初级射线滤光片,能保护 X 射线管窗口,避免其在测量过程中因样品洒落而受损。


在测定时:对于低硫浓度样品,峰位计数时间为 200 秒,背景计数时间为 100 秒;对于高硫浓度样品,峰位计数时间为 20 秒,背景计数时间为 10 秒。



  样品制备/校准曲线  

校准柴油时使用了符合 “2 号柴油燃料” 标准的样品,校准汽油和煤油时则分别使用了以异辛烷为基质的标准样品和以煤油为基质的标准样品。校准曲线如图 1 所示,校准结果列于表 1 中。


标准矿物油使用了含有聚硫化物的矿物油校准标准品,分别对低硫含量范围(0至1000 PPM)和高硫含量范围(0至5% )进行校准。校准曲线如图 2 所示,校准结果列于表 2中。


使用原油标准品、“2 号柴油燃料” 标准品和渣油标准品,分别对原油、高硫柴油和渣油进行校准。校准曲线如图 3所示,校准结果列于表 3中。


将每种样品取 4 毫升倒入一个液体样品池中,该样品池配有 3.6 微米厚的聚酯薄膜(Mylar® )分析膜。


柴油、汽油、煤油校准结果

表1:上图可以点击放大



含有聚硫化物的矿物油校准结果

表2:上图可以点击放大



原油、高硫柴油和渣油校准结果

表3:上图可以点击放大


S元素在柴油、汽油和煤油的标准曲线

图1:上图可以点击放大


S元素在含有聚硫化物的矿物油的标准曲线

图2:上图可以点击放大


S元素在原油、柴油和渣油的标准曲线

图3:上图可以点击放大




重复性测试结果

使用每种材料的代表性样品进行可重复测试。这里以原油、柴油和渣油为例给出重复性测试结果。对于每个样品,准备两个等分试样并用校准曲线进行定量;这个过程重复了二十次。表2的(a)(b)(c)分别给出了原油、高硫柴油和渣油的测试结果,其中显示了两个等分试样的平均值和差异。“ r”代表由ASTM D2622-16中定义的“可重复性”,它指出,在恒定的操作条件下,同一操作员在恒定操作条件下在相同的测试材料上获得相同设备获得的连续测试结果之间的差异。

表 2 所示的测试结果显示,两份等分试样之间的差值未超过重复性(r)标准,这证明了 ZSX Primus IVi 光谱仪的性能符合 ASTM D2622-16 标准中对原油、高硫柴油和渣油检测的要求。





理学  ZSX Primus IVi

总结

使用顺序式波长色散 X 射线荧光光谱仪(WDXRF)ZSX Primus IVi,能够对各种油品中的硫在低硫浓度范围和高硫浓度范围内进行常规分析,且分析结果具有较高的准确度和精密度。ZSX Primus IVi 的性能符合 ASTM D2622-16 标准的要求,而在 ASTM D2622 的最新版本中,该标准的要求已变得更加严格。


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