淺談紫外熒光法測定油品硫含量的影響因素

● 陽泉市質量技術監督檢驗測試所 王騰飛

淺談紫外熒光法測定油品硫含量的影響因素

● 陽泉市質量技術監督檢驗測試所 王騰飛

當前我國所面臨的空氣污染問題主要有PM2.5污染和臭氧污染等，而這些大氣污染都與機動車尾氣排放密切相關，但尾氣的排放與油品的質量也息息相關。汽柴油經過燃燒所釋放的二氧化硫嚴重污染了環境，因此，油品中硫含量檢測的準確性對于環境保護有重要的意義。本文主要簡述紫外熒光法測定油品硫含量的一些影響因素。

油品 紫外熒光法 硫含量

我們日常生活中使用的石油類產品中主要是車用汽油和車用柴油，這類油品中普遍含有硫化物，而硫化物不僅對油品的質量有一定的影響，而且對使用它的車用設備具有強烈的腐蝕性，并且使用后會有大量的二氧化硫排出。控制油品中的硫含量不僅能大大改善油品的質量，而且能大幅減少對空氣的污染。因此，油品中硫含量的準確測定尤為重要，同時也是一個檢驗工作者的重要職責。油品中的硫含量的檢測方法多樣，但是隨著對油品質量要求的提高，有些老式傳統方法因其準確率不高被逐步淘汰。而紫外熒光法測定油品硫含量，因其利用光學手段，從而使得分析效率快，檢驗結果準確度高等優點在現代化實驗室中被廣泛推廣應用。筆者通過多年來的一線工作，對紫外熒光法測定硫含量頗有一些心得，現將檢驗過程中的一些注意事項進行分析，與同行探討。

工作原理

載氣將油品吹入設備的高溫裂解爐內，油品經氧化裂解后，硫被轉化為二氧化硫氣體，二氧化硫經過膜干燥器，然后脫水進入設備熒光室，在熒光室內部，部分二氧化硫會因受到紫外光的照射，進而轉化為激發態的二氧化硫，激發態的二氧化硫能量高，會通過躍遷變為基態，與此同時會發射出光子，光子轉為光信號，光信號會被光電倍增管接收并且放大，最后將收到的光信號轉化成電信號。通過計算機的數據處理后，便可轉化為與光強度成正比的電信號。在油品、設備條件一定的條件下，反應中所生成的熒光強度激發態的二氧化硫與二氧化硫的生成量成正比例關系，二氧化硫的量又與試驗油品中的總硫含量成正比關系，這樣就可通過測定熒光強度來測定油品中的總硫含量。

分析步驟

筆者單位使用的是符合國家標準規定的國創分析儀器有限公司生產的TS-3000型熒光硫儀器。在開始試驗前，應首先將氧氣、氬氣打開，吹掃管路10 min左右，然后打開電源開關，根據電腦提示選擇相應的方法并且設定相關參數，等到高溫裂解爐、流量計等平穩后，根據油品差異，選擇使用不同規格的微量注射器精確吸取被測油品，然后通過自動進樣器進樣。待儀器分析結束后，電腦會根據之前做出的標準曲線自動計算出油品的硫含量，并自動求得平均值。

影響因素

1.試驗室條件

因為本試驗所使用標準油品、試樣微量，所以試驗環境對試驗結果的影響很大，不同的溫度、濕度，以及空氣對流都會對試驗結果產生很大影響。為了使檢驗結果穩定，試驗環境應做到：

（1）本試驗應在獨立環境下進行，不能在同一環境內，同時進行其他試驗項目，否則會對試驗結果產生干擾。

（2）試驗環境溫度要保持穩定，并且環境溫度不宜過高，油品屬于易揮發液體，高溫環境下揮發速度加快，會直接影響分析結果的準確性。

（3）試驗室在試驗過程中，應關閉門窗，使室內空氣保持穩定，沒有強對流空氣產生。

2.氣體純度及壓力

在反應裂解部分，氧氣要與硫化物發生反應，生成二氧化硫，因此氣體的純度直接影響反應結果的穩定性及準確性，氣體純度不夠，會導致基線偏離，重復再現性難以保證，而且氣體的含水率必須＜5 ppm，因此要選用純度≥99.99%的氧氣；載氣壓力也應該保持穩定，壓強不能＜1.4 MPa。

3.氣路密封及清掃

根據紫外熒光法測定硫含量的原理，試驗中油品燃燒生成二氧化硫的含量尤為重要，因此試驗的整個氣路必須密封。對整個儀器的氣路進行密閉性檢測，是試驗前必做工作。通過檢測保證氣路無泄漏無堵塞，并且氣體可以流暢的從尾氣口散出。為了讓儀器可以正常工作，開機前應先打開氬氣、氧氣，將氣路中的水蒸氣和固體雜質吹出去。氣路清掃對長時間沒有使用過的儀器或新買來的儀器尤其重要。

4.裂解氧氣、運載氧氣及氬氣流量的影響

油品所發生的氧化裂解反應與裂解氧氣的大小息息相關，裂解氧氣流量大小將直接影響硫化物轉變為二氧化硫的轉化程度。反應過程中，應該通入過量的裂解氧氣，這樣才能保證油品可以完全燃燒，否則會產生積炭；但是裂解氧氣的流量也不能太大，否則不利于反應充分，致使油品的熒光強度變弱。在通常情況下，可以將流量控制在200～500 mL/min范圍內。

載氣氬氣的作用是將揮發后的油品，載入裂解爐發生氧化裂解反應。實驗者可根據油品中所含硫的多少以及進樣量的大小，將氬氣流量控制在60～150 mL/min的范圍內；載氣氧氣與氬氣作為共同載體，應選擇與氬氣相當的流量，以促進油品的氣化。

5.標準曲線的選定

實際操作過程中，標準曲線的確定應由待測油品中硫含量的大致濃度來確定，應選擇濃度相近的標準油品，而且標準油品的濃度大于待測油品濃度的區間。

6.裂解溫度的影響

高溫裂解爐用來保證油品的完全汽化，并發生氧化反應，因此倘若裂解溫度過低，會造成試樣不完全燃燒，二氧化硫生成量偏低，從而導致測定結果偏低；而如果溫度過高，則會生成三氧化硫，還會縮短石英裂解管的使用時限。因此設為950～1000℃為宜。

7.進樣量的影響

當裂解氧氣的流量以及裂解溫度確定后，儀器檢測的靈敏度與進樣量就有很大關系，因此選擇多少進樣量，要根據油品的實際含硫量來確定。通過對市場油品含硫量進行大概預估，然后進行試驗。對于含硫量較大的車用柴油可以減小進樣量，而對于含硫量較小的車用汽油就可以增加進樣量。筆者通過長期試驗，總結出車用柴油可以選擇進樣8 μL，車用汽油選擇進樣20 μL。

8.進樣速度的影響

油品由儀器配備的自動進樣器推入裂解爐，以確保恒速進樣，速度的選擇要依據積分區間來確定，目的是要求使峰面積都在積分區域內。否則積分不容易找到終點，導致面積不穩定，從而使重復性、準確性降低。

結束語

利用紫外熒光法測定油品硫含量的試驗過程簡單，但需要注意的事項頗多，且結果精確度高，因而在日常檢驗檢測中經常被用到，在平時工作中注意上述問題，就會大大提高檢測的精確度，從而提高檢測的效率。