ICP-MS方法测定石油及产品中的微量元素技术分析

ICP-MS方法测定石油及产品中的微量元素技术分析

翟慧

中国石油天然气股份有限公司兰州石化公司  甘肃兰州   730060

摘要：当前，作为我国重要的化石燃料，石油及其产品中富含各类微量元素。由于其中包含容易对空气和人体产生影响的物质，需要借助专业的技术手段检测。其中，ICP-MS法较为常用。本文简要测定石油微量元素的价值，重点分析应用ICP-MS法开展相关操作的方法。

关键词：ICP-MS法；石油；微量元素

引言

由于石油隶属于一类粘稠度较高的液态物质，为测定其及相关产品中的微量元素，工作人员通常需要借助对应的技术手段，其中较为常见的方法即为ICP-MS检测法。但是在实际的应用阶段，常常存在各类有待解决的实际问题。

一、测定石油微量元素的价值

现阶段，我国的科研人员借助专业的仪器和设备，在石油及其产品中，测定出数十种不同的微量元素，其中包含金属物质、碱性物质及其他。此外，产地不同，微量元素的含量和种类也存在一定的区别。不仅如此，检测石油中各类物质的含量，能够帮助工作人员提升原油提纯的效率，增强成油的整体品质，还有利于析出油料中包含的金属[1]。由于石油中含有大量的微量元素，在生产的过程中，不仅会对人体健康造成影响，还可能危害周围的生态环境。比如碱性物质不慎流入土壤中，可能出现盐碱地现象。在这一过程中，因为石油存在各类物质，所以在生产阶段，容易抑制乳化剂的活性。在石油原油中，还蕴含足量的锡原子，可以广泛应用到金属物质的稀释，为此，有利于帮助工作人员提升生产效率。

二、应用ICP-MS法测定石油微量元素的方法

（一）光谱干扰

    当前，工作人员在应用ICP-MS技术的过程中，容易受到外界因素的影响，其中干扰较为严重的物质即为光。此外，不同元素之间互相牵制，也会在一定程度上，还可能导致元素检测的准确度降低，甚至致使检测结果的时效性下降。但是在测定石油及其产品时，能够有效检测出微量元素的实际含量，工作人员应结合实际情况，采取相应的解决措施。

    随着时间的推移，科研人员研制出了时效性较高的反应池法。正是因为其有利于降低外界干扰，因此得到了社会各界的广泛关注。正常状态下，相关人员需要使用精密的检测仪器，并为其添加足量的电极装置，构建出完备的反应系统。在此基础上，充入指定的气态物质，缩减影响，进而实现最终的检测目的。此外，借助相关手段，还有利于抑制原子与水容易发生反应，阻碍离子的生成。同时，相关气体能够消耗原子，耗费水分子可以从以下几方面实现。第一，过滤技术。在实际的操作过程中，工作人员可以向反应区内加入对应的过滤装置，将需要检测的元素及其干扰借助同时置入反应区，便足以抑制其他干扰项[2]。第二，动态技术。一般条件下，工作人员需要借助四级杆，将无需检验的粒子移除，以此缩减产生新物质的概率。第三，KED技术。使用该技术时，各类离子物质始终处于活性状态，借助对应的电能，阻碍动能的影响，进而完成既定的实验目标。

需要注意的是，由于上述几类技术存在较强的差异性，为有效获取所需数据，效用最为明显的技术为反应池法。正常状态下，可以借助CH4进行检测。此外，还有利于抑制钙、镁等物质对实验结果的影响。同时，使用H2能够有效干扰硅元素的生成。如若存在无法消除的物质，可以围绕元素的反应原理，产生一类影响程度较为轻微的粒子，比如将O2视作反应介质，确保存在干扰的物质都转变为对应的氧化物，以此提升反应效率。使用合理的气态物质，应用完备的科学仪器，在传统意义上讲，有利于抵消各类同元素物质对检测结果的影响。但是在这一过程中，极易产生各类全新的物质，为此，工作人员需要借助全新的技术手段，抑制新元素对微量元素的干扰。因为过滤技术隶属于一类全新的手段，当前的使用频率较低，所以只可完成硅、硫等物质的分解，以此缩减不必要的干扰，完成既定的检测目的。反之，对比于以上两类技术手段，应用KED技术时，可以借助不同元素的相互反应，实现待检物质和其他物质的有效分隔，抑制其彼此牵制，降低干扰项出现的可能性。此外，对于活跃度较低的物质，抑制水准也相对较高。但是，该技术容易缩减数据的准确度，故而应用频率相对较低。

（二）抵消技术

    1.消耗法

    工作人员在测定石油及产品中的各类微量元素时，需要对待检物质进行雾化处理。根据该物质自身的特点，可以应用传统的外标技术。简而言之，可以结合不同元素的区别，分析其粘稠度、降解指数。此外，由于石油中含有大量的分子结构，工作人员应采取合理的手段，降低干扰物质产生的可能性。

    起初，应用ICP-MS法时，工作人员需要利用可以检测水溶液的装置。同时，还需要将待检物中的物质转变为无机物。随后，将其置于酸性液体中，以此使其始终处于中性。同时，ICP-MS法还可以有效区分费油渣和新原油。此外，较为常用的技术手段为灰化技术，具体的操作步骤如下。首先，使用明火燃烧待检物质，燃烬其中存在的各类有机物。其次，将其置于马氏炉中高温烘烤。最后，借助酸性物质，完成物质的分离。但是需要注意的是，应用此类手段时常常需要消耗大量的待测物质，在高温状态下还可能引发元素蒸腾。想要从根本上解决相关问题，可以借助气密性较高的装置，抑制元素的释放。还可以使用能量较低的电测波，稀释所需的物质，获取相应的结论和数据。同时，利用微波技术的过程中，只需消耗少量物质，便可明确微量元素的含量，特别是针对含碳量较高的石油。应优先对其进行灰化处理后，借助紫外线装置完成碳元素的消耗。

    2.消耗法

在检测石油及其产品中的微量元素含量时，工作人员可以借助效率较高的溶液，完成调和作业后，便可直接开展样品检测。其中，常见的溶液主要为以下几类，分别为煤油、甲苯等。需要注意的是，不同的检测溶液普遍具备一定的黏性，还可能随着时间的推移，释放进空气中，为此工作人员应制备一定浓度的溶液，正常状态下，10倍左右能够有效缩减此类反应出现的可能性。同时，针对挥发性较高的物质，可以适当提升稀释浓度，借助合理的手段，抑制其相互作用。当各类物质融入粒子后，极易影响该物质的稳定度，此时工作人员可以借助大功率的检测装置，并为其注入足量的O2。尽管氧气侵入会导致检测物的体积增大，电解过程中产生的各类原子也会对实验数据造成影响，但是有机物的粘合度相对较低，可以与不同的物质发生反应，还能提升部分无法完成分解的物质浓度，增强碳原子的活性。

3.乳化法

    除以上几类方法外，在应用乳化法测定石油中的微量元素时，工作人员可以在水中添加适量的活性物质，以此生成水油混合物。换言之，即借助液体的乳化反应，降低其对各类粒子的影响。同时，借助相应物质，生成完整的图像，以此缩减不必要的成本消耗，抑制大量废料的生成，抑制其对自然环境造成的不利影响。此外，工作人员还可以在其中注入大量的乳化物质。尽管如此会在一定程度上提升有机物存在量，但是溶液的挥发指数有所下降，析出的微量元素类别也更多，在可燃物检测中同样使用。同时，还可以将酸性物质视作检测介质，以此缩减液体中的有机物，更有利于获取既定的检测结构。当前，我国的部分专家借助离心法，将石油中的微量元素移送至水解液中，更有利于降低有机物对测定结果的影响[3]。

三、结论

综上所述，在工作人员长期的应用与研发中，关于石油及产品的微量元素检测，可以借助科技含量较高的ICP-MS技术。为此，不仅可以通过相关数据，降低相关问题对自然和人体产生的影响程度，还能够推动我国工业领域的高速发展。

参考文献：

[1]潘升阳.ICP-MS方法测定石油及产品中的微量元素[J].化工设计通讯,2018,44(12):134.

[2]韩家曦,李秀林,刘汗青,等.原油中微量元素分析研究进展[J].中国石油和化工标准与质量,2022,42(14):99-101+104.

[3]丁祖国.石油及有关的有机物中微量元素的研究[J].地质地球化学,2020(01):53-57+49.