化学发光法测定油品氮含量的影响因素分析

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1、化学发光法测定油品氮含量的影响因素分析林洁10化学发光法测定油品氮含量的影响因素分析【摘要】探讨了化学发光法测氮的影响因素，以及不同样品测试结果的分析，指出化学发光法测定油品中具有较高的灵敏度和准确性，该方法可以直接测定油品中0.3-10000mg/kg的氮含量，而且具有操作简单、快速、适用范围广，仪器维护简便等优点，更适合化工生产中的应用。【关键词】化学发光法；油品；微量氮随着炼油技术的发展，石油中的氮化物对石油加工工艺的影响已越来越明显，而且在某些方面的危害比硫化物大得多。许多研究结果表明石油产品中的氮化物是导致油品在贮存过程中生成胶质、颜色变深、安定性变坏的主要因素之一，因

2、而直接影响油品的质量及使用性能。在炼厂催化重整工艺过程中，若装置进料油的氮含量偏高，则可能使催化剂中毒、活性下降，降低轻质油品的产率，造成企业经济损失；另一方面，油品中的氮化物在使用过程中生成氮氧化物，造成环境污染，危害人类的健康。总之，随着原油的重质化以及对石油产品质量要求的提高，准确地测定石油及其产品中的氮含量具有十分重要的意义。目前国内普遍使用且检测下限能达到2.0mg/kg的方法主要有微库仑法和化学发光法。微库仑法虽然测定快速，但测定时的影响结果因素很多，不适合测定高硫、高氯含量的样品，特别是在测定重质油品时，操作条件不易掌握，且易使测定结果偏低。而化学发光法克服了微库仑

3、法的缺点，测定不仅快速、准确而且不受样品中高含量的硫、氯影响[1]。但在实际工作中，我们发现在测定氮含量<0.5mg/kg的轻质油品和沸点>500℃的重质油品时，测定结果精密度容易超出方法允许的范围。因此我们考察了化学发光法在测定过程中影响其灵敏度和准确性的因素，为优化操作条件、提高分析速度和分析结果的准确度提供了参考。1仪器和方法1.1试验仪器美国ANTEK7000N/S元素分析仪，仪器配套有石英裂解管、液体进样器、舟进样系统；R200D-42/205电子天平（德国赛多利斯电子天平仪器公司）。1.2试验试剂及材料10分析纯喹啉（含量≥99.5%）；分析纯甲苯，（氮含量测定值应<

4、0.2mg/l）；石油化工科学研究院提供氮分析标准物质；石英毛；高纯氩；高纯氧；微量注射器（10µl）。1.3化学发光法的测定原理化学发光法测定原理是将样品引入高温裂解管后，经氧化裂解，其中的氮化物定量地转化为一氧化氮，反应气由载气携带经干燥脱水后进入反应室，在此与来自臭氧发生器的臭氧气体发生反应，部分一氧化氮转化为激发态的二氧化氮，当激发态的二氧化氮跃迁回基态时发射出光子。光信号由光电倍增管接收后，经放大产生同氮含量成正比的电信号。反应过程可表示如下：R-N+O2→NO+CO2+H2O→NO2+N2ONO+O3→NO2*+O2NO2*→NO2+hv式中：h—普朗克常数，6.62

5、×10-34焦耳·秒v—振动频率在一定条件下，反应中的化学发光强度与一氧化氮的生成量成正比，一氧化氮的量又与样品中的总氮含量成正比，故可以通过测量化学发光的强度来测定样品中的总氮含量。2试验部分2.1实验条件的选择在实际工作中，一般可以控制的实验条件有反应温度、气体流量、进样速度和进样量等参数。其中反应温度应控制在900-1100℃之间[1]，我们一般控制反应温度在1000℃左右，温度过低，样品转化不完全，温度过高，会缩短石英管和裂解炉的使用寿命。2.1.1气体流量对测定结果的影响在实验中我们均采用高纯氧气和氩气，考虑到必须提供足够的氧分压以保证样品完全裂解，所以在选择氧气流量时

6、，不可设定过底，否则会严重污染石英管和检测器。氧气流量变化对检测响应值的影响具体见表1、图1。10图1裂解氧流量与检测响应值的关系表1不同裂解氧流量对检测响应值的影响仪器参数裂解氧流量(ml/min)检测响应值标样浓度(mg/l)：50.01507219进样量(μl)：8.22007686进样速度(μl/s)：1.02508418反应温度(℃)：10003008641气体流量(ml/min)3508692载氩：1204008217载氧：04507596臭氧：120——由表1和图1我们可以看出，当裂解氧流量在300－350ml/min范围内，检测响应值高且稳定；流量在小于250ml

7、/min和大于400ml/min时，检测响应值较小。这是因为裂解氧流量低时，样品和其中的氮化物转化不完全；裂解氧流量高时，样品中的氮化物不易转化为能检测的NO，而趋向于生成NO2，这两种情况都使检测响应值下降。所以在实际测定中，为保证样品充分氧化裂解，裂解氧流量应控制在350ml/min左右。另外我们还对载氩流量变化对检测响应值的影响进行了实验，具体见表2和图2。由表2和图2我们可以看出，载氩流量变化对检测响应值的影响没有较大的波动，而是呈现缓慢上升的趋势，它只起到携带样品气和反