光譜技術(shù)在清潔燃料微量元素分析中的應(yīng)用

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1、二○○四年·第四期新技術(shù)應(yīng)用光譜技術(shù)在清潔燃料微量元素分析中的應(yīng)用王　霞　何　京(石油化工科學(xué)研究院一室　北京　100083)摘　要　我國(guó)規(guī)定汽油產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),世界燃料規(guī)范也對(duì)車(chē)用燃料提出新的要求。清潔汽油的很多分析項(xiàng)目是借助于光譜技術(shù)完成的,其中微量元素的分析方法大多數(shù)已形成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞　光譜　燃料　元素5《車(chē)用汽油有害物質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定各元素的控前言6制指標(biāo),世界燃料規(guī)范也對(duì)車(chē)用燃料提出新的要光譜分析技術(shù)是分析化學(xué)的重要分支學(xué)科,是求。車(chē)用汽油中有關(guān)元素控制指標(biāo)(見(jiàn)表1)。根據(jù)電磁輻射可引起物質(zhì)原子或分

2、子內(nèi)部發(fā)生能級(jí)表1　車(chē)用汽油中有關(guān)元素控制指標(biāo)躍遷的原理而建立的一種光學(xué)分析方法。根據(jù)與電元素控制指標(biāo)(g/L)磁輻射相互作用的物質(zhì)是以氣態(tài)原子還是以分子鉛含量≤01013(或離子團(tuán))形式存在,光譜法可分為原子光譜法鐵含量不得檢出錳含量≤01018和分子光譜法兩類(lèi)。前者包括原子發(fā)射光譜法、原硫含量≤0108(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))子吸收光譜法、原子熒光光譜法和X射線熒光光磷含量≤010013譜法等,后者包括可見(jiàn)及紫外光度分析法、紅外吸硅含量不得檢出1收光譜法、分子熒光光譜法及拉曼光譜法等。光銅含量不得檢出譜技術(shù)在清潔燃料的很多分析項(xiàng)目中起

3、非常重要的111　鉛含量的控制作用,在微量元素測(cè)定中更是不可或缺。四乙基鉛作為一種汽油辛烷值增強(qiáng)劑曾對(duì)老式隨著汽車(chē)工業(yè)的迅猛發(fā)展,以及人民生活水平發(fā)動(dòng)機(jī)的使用作出了貢獻(xiàn),但由于鉛會(huì)對(duì)人類(lèi)健康的日益提高,越來(lái)越多的汽車(chē)進(jìn)入家庭。作為一種造成危害,因此市場(chǎng)要求取消含鉛汽油。目前,除車(chē)用燃料,汽油對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、效率、耐久性一些老式發(fā)動(dòng)機(jī)還需要使用低鉛汽油外,大多數(shù)的和環(huán)保效應(yīng)等都具有重要影響。如今人們對(duì)汽車(chē)性新式車(chē)輛為控制排放的需要均已安裝催化轉(zhuǎn)換器和能的要求不斷提高,對(duì)環(huán)保更加重視,因此對(duì)車(chē)用氧傳感器,而含鉛汽油會(huì)使這些系統(tǒng)遭到

4、破壞。因燃料提出更高的要求,石化行業(yè)必須根據(jù)市場(chǎng)的需此,燃油無(wú)鉛化是長(zhǎng)期的基本要求。求提供更加清潔的燃料。汽油中一些微量元素的控112　鐵含量的控制制是能否提供清潔燃料的關(guān)鍵之一。在某些市場(chǎng)上使用鐵的化合物取代鉛化合物作為辛烷值增強(qiáng)劑。由于含有鐵,會(huì)在催化劑表面和1　車(chē)用汽油中需要控制的微量元素排氣系統(tǒng)中其它部件表面上沉積鐵氧化物,從而在我國(guó)根據(jù)本國(guó)的國(guó)情,在充分考慮用戶要求和排氣氣流和催化劑以及氧傳感器之間形成一層物理排放控制技術(shù)現(xiàn)狀的前提下,制定汽油產(chǎn)品的質(zhì)量屏障,使得排污控制系統(tǒng)失靈,污染加重。因此,2要求和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)GB1

5、793021999。其中對(duì)汽油的辛無(wú)鉛汽油中不允許使用鐵化合物。烷值、氧化安定性、控制元素等多項(xiàng)指標(biāo)及其試驗(yàn)113　錳含量的控制方法進(jìn)行規(guī)定。制定變性燃料乙醇和車(chē)用乙醇汽油甲基環(huán)戊二烯基三羰基錳(MMT)是一種錳化3的質(zhì)量要求和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)GB18350—2001和合物,在市場(chǎng)上作為汽油辛烷值增強(qiáng)劑和柴油燃燒4GB1835122001。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定汽油產(chǎn)品中需控制的微改進(jìn)劑出售。此類(lèi)汽油添加劑的使用已在許多國(guó)家量元素主要有以下幾種:鉛、鐵、錳、硫、磷、引起爭(zhēng)論,盡管美國(guó)在1995年允許它在非調(diào)和汽硅,對(duì)乙醇汽油,還應(yīng)控制銅元素的含量。國(guó)

6、家環(huán)油中使用,但其用量仍非常有限。MMT的燃燒產(chǎn)保總局最近發(fā)布的國(guó)家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)GWKB121999物僅有很少一部分從排氣管排出,絕大部分停留在31現(xiàn)代儀器二○○四年·第四期內(nèi)部機(jī)體上。附著于火花塞上使點(diǎn)火性能惡化,沉ASTMD4806與汽油混合用作車(chē)用點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的變性燃料乙醇標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格積于催化劑上使之轉(zhuǎn)換廢氣能力降低。GB/T8020汽油中鉛含量的測(cè)定(原子吸收光譜法)114　硫含量的控制GB/T17040石油產(chǎn)品硫含量測(cè)定法(能量色散X射線熒光光原油中存在含硫化合物,在煉制過(guò)程中若不能譜法)完全脫除,汽油產(chǎn)品中則可能殘留

7、一定含量的硫。GB/T18531乙醇汽油質(zhì)量要求及試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)硫可腐蝕金屬零件,使催化劑降低效率。燃料中硫SH/T0020汽油中磷含量測(cè)定法(分光光度法)表2中列出的各種元素測(cè)定方法主要是光譜測(cè)含量降低后,可使裝有催化轉(zhuǎn)換裝置車(chē)輛的污染物定方法,其中有原子光譜,也有分子光譜。在上述排放量大大降低。測(cè)定方法中所使用的儀器(見(jiàn)表3)。115　磷含量的控制表3　元素測(cè)定使用儀器表汽油中的磷可損壞汽車(chē)的催化轉(zhuǎn)換器,因此應(yīng)元素儀器控制在低含量范圍。鉛、鐵、錳原子吸收光譜儀(火焰)116　硅含量的控制硫X射線熒光光譜儀在石油煉制過(guò)程中,有時(shí)會(huì)加

8、入一些含有硅化磷分光光度儀合物的試劑,或在燃油煉制完成后將一些廢溶劑摻硅等離子體發(fā)射光譜儀入到汽油中而造成汽油中含有硅。汽油中硅含量即銅原子吸收光譜儀(石墨爐)使很低也會(huì)導(dǎo)致氧氣傳感器失效,同時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)中211　原子吸收光譜法(AAS)測(cè)定汽油中鉛、鐵、和催化轉(zhuǎn)