重质馏分油、渣油及原油中痕量金属元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法

重质馏分油、渣油及原油中痕量金属元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法

国家标准 GB/T37160一2019 重质榴分油、渣油及原油中痕量 金属元素的测定电感耦合 等离子体发射光谱法 Standardtestmethodfordeterminationoftracemetals inheavydistillate，residualoiandcrudeoi一Inductivelycoupled plasmaopticalemissionspectrometry(ICP-OES) 2019-03-25发布 2019-10-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/37160一2019 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准由全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会(SAC/TC280)提出并归口 本标准起草单位:石油天然气股份有限公司石油化工研究院、石油化工股份有限公司石油 化工科学研究院 本标准主要起草人;何京、杨晓彦、王杰明孙丽君、张婧元、姚远、陈浃、刘靖新、霍明辰、赫丽娜、 孙欣婶
GB/T37160一2019 引 言 在石油炼制过程中,原料油中的部分金属元素过高会对催化剂的反应活性造成影响,导致催化剂中 毒 因此,准确测定油品中金属元素含量对于生产加工工艺流程的设计、催化剂的选择以及产品的质量 控制是非常重要的 本标准可用于重质僧分油、渣油以及原油中部分金属元素的测定,为油品的后期加 工、生产提供重要参数
GB/37160一2019 重质分油、渣油及原油中痕量 金属元素的测定电感稠合 等离子体发射光谱法 警示本标准涉及某些有危险性的材料、操作和设备,但是无意对与此有关的所有安全问题都提 出建议 因此,使用者在应用本标准之前应建立适当的安全和保护措施并确定相关规章限制的适 用性 范围 本标准规定了采用电感耦合等离子体发射光谱(ICPOES)测定重质分油、渣油以及原油中的铝、 钙、铁、钾、镁、缸、钼,钠,镍,铅、饥和锌元素的含量 本标准适用于重质馏分油、渣油及原油中痕量金属的测定,表1给出了各元素的测定浓度范围及推 荐波长 注重质憎分油是指经减压燕溜憎出的组分,如重柴油、蜡油、催化原料、减压瓦斯油等 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T4756石油液体手工取样法 GB/T66822008分析实验室用水规格和试验方法 GB/T27867石油液体管线自动取样法 方法概要 称取一定量的试样到石英杯中,根据试样量加人硫酸 将装有试样的石英杯放在电热板上加热以 烧去有机物,再移人马弗炉中在550C条件下烧去积炭 用王水溶解试样灰分,并加人航内标元素标准 溶液,用电感鹏合等离子体发射光谱仪进行测定 仪器设备 电感稠合等离子体发射光谐仪(ICPOEs)波长范围能够覆盖160nm一760nm,具有足够的分辨 4.1 能力,能满足铝、钙、铁、钾、镁、猛、钼、钠、镍、铅、饥、锌和航的测定 4.2天平;精确到0.001g 4.3石英杯;250ml,推荐杯身直径为7 cm 4.4搅拌棒:石英材质,长度超过杯口5cm以上 4.5表面皿:石英材质,用于覆盖石英杯,推荐表面皿直径为8cm以上 4.6容量瓶:25mL和100mL ,7移液管lmL、5mL和10mL
GB/T37160一2019 4.8量简;2ml5ml和10mL 4.9塑料瓶;细口带螺纹,100ml.,适合长期储存稀酸溶液 4.10马弗炉;操作温度可达到600C,控温精度为士5C 4.11电热板;温度可调,工作温度可达500C 4.12堆蜗钳;夹取石英杯 4.13滴管;:2ml 4.14烘箱能将温度控制在50C60 4.15水浴;能将温度控制在50~100 5 试剂和材料 5.1试剂纯度:本标准使用的所有试剂均为分析纯或更高纯度 如果使用其他级别的试剂,应检查试 剂是否有足够的纯度以保证结果的准确性不受影响 5.2盐酸;质量分数为36%一38% 警示盐酸为腐蚀性酸,可引起灼伤 硝酸;质量分数为65%一68% 5.3 警示硝酸为腐蚀性酸,可引起灼伤 5.4王水;硝酸与盐酸按照体积比为l:3混合,每次使用前需重新配制 警示 -王水为腐蚀性酸,可引起灼伤 5.5硫酸;质量分数为95%~98% 警示 -硫酸为腐蚀性酸.可引起灼伤 5.6水;去离子水,符合GB/T66822008中二级水要求 5.7杭内标元素标准溶液;浓度为1000mg/L,可使用市售的标准溶液 5.8金属元素标准溶液;铝、钙、铁、钾、镁、钮、钼、纳、镍、铅、钮和锌浓度分别为1000mg/L,可使用市 售的标准溶液 安全事项 6 本标准需要用到高压气体和腐蚀性酸,在使用硝酸,盐酸,硫酸、王水过程中应配备适当的个人保护 设备,开启氯气和压缩空气等高压气体时应使用专门的工具 取样和试样的处理 7.1除特殊说明外,所有的实验室试样均应按照GB/T4756,GB/T27867规定的方法取样 7.2称取的试样应具有代表性,黏稠的试样可采用加热方式使其自由流动 对于大部分试样,水浴加 热可以得到较为满意的结果,而对于黏度过大的试样则需使用电热板加热到使其自由流动 7.3对于某些含水的试样,应在电热板上加热并覆盖表面皿,慢慢升温蒸发水分 7.4对于待测元素含量较低或过高的试样可增加或减少取样量 8 准备工作 警示准备工作中需要用到腐蚀性酸,在使用硝酸,盐酸,硫酸,王水过程中要在通风橱中进行 并佩戴手套和护目镜
GB/37160一2019 8.1石英杯清洗 每次使用前应清洗石英杯 用量筒(4.8)量取10m盐酸(5.2)至石英杯中,将石英杯置于电热板 4.11)上煮沸,用水(5.6)将石英杯冲洗干净,烘干待用 8.2航内标元素标准溶液的配制 8.2.1航内标元素标准贮存溶液:100mg/L 用移液管(4.7)移取10ml浓度为1000mg/L的航内标 元素标准溶液(5.7)到100ml容量瓶(4.6)中,再用移液管移取5mL盐酸(5.2)到容量瓶中,用水(5.6 定容并混合均匀 将溶液储存在100ml塑料瓶(4.9)中备用 此溶液保存期为一个月 g/儿 用移液管移取10ml浓度为100mg/L的航内标元素标准贮 8.2.2航内标元素标准溶液:10mg/ 存溶液(8.,2.1)到100ml容量瓶中,再用移液管移取5ml盐酸到容量瓶中,用水定容并混合均匀 将 溶液储存在100ml塑料瓶中备用 此溶液保存期为一个月 8.3金属元素标准贮存溶液配制 金属元素标准贮存溶液A,用移液管(4.7)分别移取10mL浓度为1000mg/L的铝、钙铁、钾 8.3.1 镁和猛金属元素标准溶液(5.8)到100ml的容量瓶(4.6)中,再用移液管移取4ml王水(5.4)到容量瓶 中,用水(5.6)稀释至刻度,得到浓度为100" 》ma几的金属元素标准贮存溶液A 此溶液保存期为 个月 8.3.2金属元素标准贮存溶液B;用移液管(4.7)分别移取10mL浓度为1000mg/L的钼、钠、镍、铅、 饥和锌金属元素标准溶液(5.8)到100nmlL的容量瓶(4.6)中,再用移液管移取4mL王水(5.4)到容量瓶 中,用水(5.6)稀释至刻度,得到浓度为100mg/L的金属元素标准贮存溶液B 此溶液保存期为一 个月 8.4空白溶液配制 用移液管移取1ml.浓度为100mg/1的航内标元素标准贮存溶液(8.2.1)到100mL容量瓶中,用 移液管移取4ml王水到容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,得到标准空白溶液 此溶液保存期为一 个月 8.55mg/L金属元素标准工作溶液配制 用移液管分别移取1ml浓度为100mg/L的航内标元素标准贮存溶液(8.2.1),5mL浓度为 100nmg/L的金属元素标准贮存溶液A(8.3.1,5mL浓度为100nmg/I的金属元素标准贮存溶液1 8.3.2)和4ml王水到100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,得到浓度为5mg/1的铝、钙、铁、钾 镁、缸、钼、钠、镍、错、饥和锌金属元素标准工作溶液 此溶液保存期为一个月 8.610mg/L金属元素标准工作溶液配制 用移液管分别移取1mL浓度为100mg/L的航内标元素标准贮存溶液(8.2.1)、10mL浓度为 00mg/L的金属元素标准贮存溶液A(8.3.1)、10mL浓度为100mg/L的金属元素标准贮存溶液B 8.3.2)和4mL王水到100ml容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,得到浓度为10mg/L的铝、钙、铁、 钾、镁,、钼、钠、镍、铅、饥和锌金属元素标准工作溶液 此溶液保存期为一个月 试样溶液制备 警示由于加入硫酸会发生剧烈反应,因此,所有硫酸处理应在通风橱中操作,佩戴护目镜和手 套并拉低通风橱可视窗
GB/T37160一2019 8.7.1称取一定量试样至石英杯(4.3)中,取样量通常为5g~10g,精确到0.001g,盖上表面皿(4.5). 8.7.2用量简(4.8)量取2ml硫酸(5.5),用滴管(4.13)将硫酸从表面皿和石英杯口之间逐滴加人到试 样中,直到反应逐渐减弱且不再生成气泡,将剩下的硫酸全部加人到试样中 注1，可以将滴管插人到表面皿和石英杯口之间以便控制反应速率 注2:2ml.的硫酸适用于处理10g左右的试样,更大量的试样需要更多的硫酸 8.7.3将盖有表面皿的石英杯置于电热板(4.11)上加热 缓慢升高电热板温度避免试样进溅,若此过 程出现大块结焦可用搅拌棒(4.4)将结焦捣碎,并把搅拌棒留在石英杯内,使得表面皿依然能覆盖大部 分石英杯口 为了避免试样损失,搅拌棒应留在石英杯中直到步骤8.7.5后再将搅拌棒取出 8.7.4待试样停止生烟并全部结焦,将盖好的石英杯连同搅拌棒放人550马弗炉(4.10)中灰化,保证 积炭完全灰化,取出石英杯并冷却至室温 一般情况下灰化时间为5h 对于较难灰化的样品,灰化时 间可能延长 8.7.5向石英杯中加人10mL王水(5.4)溶解残渣并冲洗搅拌棒 将加人王水的石英杯放在电热板上 加热,待溶液蒸发剩约1mL时,取下石英杯并冷却至室温 如果试样没有完全溶解,则将试液冷却,另 加人10ml 王水,重新蒸发 8.7.6用水(S.6)将石英杯中试液定量转移至25ml容量瓶(4.6)中,用5ml移液管(4.7)移取2.5ml 浓度为l0mg/L的航内标元素标准溶液(8.2.2)到容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀待测 8.7.7按以上制备试样的步骤8.7.2一8.7.6制备试剂空白 试验步骤 9 g.1启动ICPOEs并点燃等离子体火炬,待仪器稳定 依次吸人空白溶液(8.4)、5mg/1金属元素标 准工作溶液(8.5)和10mg/儿金属元素标准工作溶液(8.6),建立每个待测元素的标准工作曲线 表1l 列出了各待测元素的测定浓度范围及谱线波长 如果发生谱线重叠,则也可使用其他波长 选择波长 应保持足够的灵敏度以达到必要的检测限 9.2依次吸人试剂空白(8.7.7)待测试液(8.7.6),测定试液中各元素含量,并根据试样质量和定容体 积计算试样中各待测元素的最终结果 一个或多个元素的浓度较高超出了校准曲线浓度的范围时,则用空白溶液(8.4)将试液稀释 9.3如果- 到校准曲线的读数范围内重新测定 表 元素测定浓度范围及推荐波长 浓度范围 波长入 元素 mg/kg nm 铝(AI 0.20100.00 396.153 0.40l40.00 钙(Ca 393.366 铁(Fe) 0.10100.00 238.204 766.491 钾(K) 0.30100.00 0.10100.00 279.553 镁(Mg (Mn 0.10100.00 257.610 0.10~100.00 202.030 钼(Mo 钠(Na 0.40~100.00 589.592 镍(Ni 0.20100.00 231.604
GB/37160一2019 表1(续》 浓度范围 波长 元素 mg/kg nmm 铅(Pb 0.30~100.00 220.353 饥( V 0.10~400.00 292.402 锌(Zn 0.10100.00 206.200 表1中提供的波长仅供用户参考,用户可根据所用仪器及试样情况选用其他合适的波长进行测定 0计算 10.1当操作者输人试样的质量和稀释体积之后,通过计算软件自动进行计算 10.2手动计算试样元素含量C按式(1)进行 RVD 77 式中: 试样的元素含量,单位为毫克每千克(mg/ke); 试液中元素含量,单位为毫克每升(mgL)7 R -定容体积,单位为毫升(ml); 稀释倍数; D 试样质量,单位为克(g) n 结果表示 11 各元素含量的测定结果保留到小数点后两位,结果以mg/kg表示 12 精密度和偏差 2.1概述 本标准的精密度按照GB/T6683通过实验室间统计分析结果确定 本标准的精密度通过6家实 验室对4个原油、3个重质分油、1个渣油、4个标油共12个试样的统计分析结果得到 对于浓度范 围超出规定的试样也可采用本标准进行测定,但其精密度未经验证 按下述规定判断试验结果的可靠 性(95%置信水平) 12.2重复性 同一操作者,在同一实验室,使用同一台仪器,按照相同的试验方法,对同一试样进行连续测定,所 得到的两个结果之差不应大于表2规定的数值
GB/T37160一2019 表2精密度 浓度范 重复性 再现性 元素 mg/kg mg/kg mg/kg 0.89 0.230m (AI 0.20100.00 0.305m" .0.ss8 ,0.s76 钙(Ca) 0.40l40.00 0,084m" 0.249m" 的 nM88 铁(Fe 0.l0一l00.00 0.232n 0.260n 钾(K) 0.30100.00 0.216mM,s57" 0.515mM.6" 0,689 0.10100.00 0.258m" 0.375m" 镁Mg (Mn) 0.10100.00 0.090mM60 0.160mM87 钼(Mo 0.10100.00 0.163mM,68 0.183m". 0386 钠(Na) 0.40100.00 0.176m00a 0.924m" ,0.618 ,a.76o 镍(N 0.20100.00 0.204m" 0.31lm" 0.120m 0.185mA 0.30100.00 错(Pb) 饥(V 0.10400.00 0.064m0.47 0.185mM.s7 锌(Zn 0.10100.00 0.232mM 0.255ml,9 注:m -两次测定结果的算术平均值,mg/kg 12.3再现性 不同的操作者,在不同实验室,使用不同的仪器,按照相同的试验方法,对同一试样进行测试,所得 两个单一且独立的试验结果之差不应超过表2规定的数值 12.4偏差 因为没有合适的参考物,本标准的偏差无法确定
GB/37160一2019 参 考文献 [1]GB/T6683石油产品试验方法精密度数据确定法

电感耦合等离子体发射光谱法在石油化工行业中的应用

石油化工行业中，石油和石油产品中的金属元素是不可避免的。这些金属元素可能对催化剂、生产设备和最终产品的质量造成负面影响。因此，在工业生产中需要对石油或石油产品中的金属元素进行测定，以保证产品质量。

通常情况下，重质馏分油、渣油及原油中金属元素的含量非常低，需要使用高灵敏度的分析方法。电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)就是一种被广泛应用于石油化工行业中测定痕量金属元素的分析方法。

ICP-OES方法利用高温等离子体将样品中的金属元素原子激发到发射态，并通过光谱仪测定各种波长的辐射强度来确定金属元素的含量。相比其他分析方法，如原子吸收光谱法、X射线荧光光谱法等，ICP-OES具有高精度和灵敏度、能够同时测定多种金属元素和可靠性高等优点。

GB/T37160-2019是国家标准，规定了电感耦合等离子体发射光谱法在测定石油和石油产品中痕量金属元素时的方法和要求。该标准涵盖了样品制备、仪器校准、分析步骤、数据处理等详细内容，以确保分析结果的准确性。

除了测定重质馏分油、渣油及原油中的金属元素外，ICP-OES还可以应用于测定各种石油化工产品中的金属元素含量，如燃料油、润滑油、塑料、橡胶等。

总之，ICP-OES作为一种高效、精确的分析方法，在石油化工行业中应用广泛，尤其适合测定痕量金属元素。而GB/T37160-2019标准则提供了详细的实验操作流程和数据处理要求，可确保分析结果的准确性和可靠性。

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2022/11/6 17:13:52 现行