紫外分光光谱法快速测定原料油中芳香烃的含量

付兵，刘平，宋琨，关红燕

（1. 中国海洋大学，山东青岛 266000； 2. 胜利油田中胜环保有限公司，山东东营 257000）

紫外分光光谱法快速测定原料油中芳香烃的含量

付兵1，2，刘平2，宋琨2，关红燕2

（1. 中国海洋大学，山东青岛 266000； 2. 胜利油田中胜环保有限公司，山东东营 257000）

应用紫外分光光谱技术建立了快速测定原料油中芳香烃含量的方法。分别以色谱分离法提纯的蜡油、柴油芳香烃组分为标准物，绘制标准曲线。实验表明蜡油和柴油中芳香烃的含量与吸光度具有良好的线性关系(相关系数r2分别为0.999 73，0.999 44)，蜡油和柴油中芳烃的加标回收率分别为96.83%，98.97%。蜡油和柴油中芳烃测定结果的相对标准偏差分别为0.32%～0.98%，0.89%～1.52%（n=6）。该方法进行原料油可磺化有效组分的检测快速可靠，能更好地应用于实际生产。

紫外分光光度法；原料油；芳香烃含量；柱色谱层析法

石油磺酸盐由原料油经磺化得到，作为石油三次采油中主要的表面活性剂，能够显著降低油水间的界面张力，价廉易得，因此得到广泛的应用［1］。由于原料油分子结构和组成极为复杂，不同区块、不同批次间的组成差异很大，而石油磺酸盐表面活性与烷基与芳基的结构、数量有关，因此选择合适的原料油对石油磺酸盐产品的稳定性、一致性将有明显的影响。

原料油主要成分为饱和烃、芳香烃、胶质、沥青质，其中可有效磺化部分主要为芳香烃。其常用的检测方法为柱色谱层析法［2］，此方法存在检测周期长、色带观察不明显、所需试剂毒性大等问题。原料油中的饱和烃含有σ键，在近紫外区没有吸收，碳链长短对化合物的紫外吸收谱图几乎没有影响，可磺化的芳香结构为共轭的芳环或稠环结构，这一结构在紫外区具有特定的吸收波长。笔者尝试利用这一结构特点，用紫外分光光度法对原料油中芳香化合物的含量进行检测［3-4］，建立快速、有效的分析方法以更好地指导生产。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

紫外分光光度计：UV-2550型，岛津国际贸易(上海)有限公司；

烘箱：101-0AB型，天津市泰斯特仪器有限公司；

分析天平：ML503/02型，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；

色谱柱：120 mm×20 mm，江苏省建湖县长城仪器制造有限公司；

硅胶：38～74 μm（200～400目），150℃恒温活化5 h；

苯与无水乙醇混合液：体积比为1∶1；

苯、乙醇、正戊烷、二氯甲烷、正庚烷：分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司；

1.2 实验方法

1.2.1 标准样品制备

将蜡油原料油、柴油原料油分别用色谱柱层析法分离，得到蜡油芳香烃组分、柴油芳香烃组分并收集起来，干燥恒重。

1.2.2 标准溶液配制

分别取一定量的蜡油芳香烃组分和柴油芳香烃组分标准样品，用正庚烷为溶剂，配制5，10，20，40，60，80 μg/mL蜡油芳香烃和柴油芳香烃系列标准溶液。

1.2.3 光谱采集

以正庚烷为参比，将待测样品用紫外分光光度计在波长200～800 nm范围内扫描，获得光谱吸收数据。

2 结果与讨论

2.1 检测波长

将蜡油和柴油直接用正庚烷配制成一定浓度的溶液进行光谱表征，结果如图1所示。

图1 蜡油和柴油的紫外可见光谱

据文献报道，原油中含有苯环及其衍生物，在256 nm左右有明显的吸收，其紫外吸收光谱是芳香共轭体系在紫外区的带状分子吸收［5］。实验所用原料油为原油不同馏分段的馏分物，蜡油比柴油沸点高，分子量大，稠环结构相对较多，吸收稍有红移。由图1知，蜡油和柴油分别在258 nm和254 nm处所受的干扰最小，其峰形较好，灵敏度高，因此分别选择258 nm和254 nm作为蜡油和柴油检测波长。

2.2 标准工作曲线

按实验方法测定蜡油芳香烃质量浓度分别为5，10，20，40，60，80 μg/mL的系列浓度标准溶液的吸光度，绘制标准曲线。得到蜡油中芳香烃质量浓度x与吸光度y的线性回归方程为y=0.036 73x+0.019 31，线性范围为5～80 μg/mL， r2=0.999 73。

同样得到柴油中芳烃质量浓度x与吸光度y的线性回归方程为y=0.025 84x+0.037 29，线性范围为10～80 μg/mL，r2=0.999 44。

2.3 原料油芳烃含量检测

选取不同批次蜡油或柴油原料油，用正庚烷配制成100 μg/mL的溶液后进行检测，测得的芳香烃含量见表1。

表1 蜡油/柴油原料油检测结果

由表1可知，蜡油和柴油中芳香烃含量存在波动，这证明由于原油采出时间不同，加工批次不同，得到的蜡油和柴油批次间芳烃含量确实存在一定的差异。相对于蜡油，柴油的芳香组分含量相对偏低，这一分析结果与柱色谱层析结果一致。同时根据芳香烃浓度的波动与变化，可以为判断不同批次间原料油质量的稳定性提供依据。

2.4 精密度试验

取不同批次的蜡油或柴油的原料油，配制成一定浓度的待测液，按实验方法测定其芳香烃含量，结果见表2。

表2 精密度试验结果（n=6）

由表2可知，蜡油中芳烃测定结果的相对标准偏差在0.32%～0.98%之间，柴油中芳烃测定结果的相对标准偏差为0.89%～1.52%，说明该方法的精密度良好。

2.5 回收试验

将已知浓度的原料蜡油和柴油分别回填10 μg的芳烃标准物，进行加标回收试验，结果见表3。

表3 回收实验结果

由表3知，蜡油中芳烃的回收率为96.83%，柴油中芳烃的回收率为98.97%，说明该方法准确度较高。

3 结语

采用分光光度法测定石油磺酸盐生产中原料油芳香族化合物含量。实验发现芳香烃吸光度与芳香烃含量间存在良好的线性关系，方法的精密度良好，可靠性高。与柱层析法相比，该法检测周期短，避免使用氯仿、甲苯等剧毒有机溶剂，可以对原料油中芳烃进行快速的检测，用于石油磺酸盐生产中的质量控制。

［1］关晓明，张鹏远，陈建峰.液相磺化法制备三次采油用石油磺酸盐［J］.高校化学工程学报,2010(2):296-300.

［2］SY/T 5119-2008 岩石中可溶有机物及原油族组分分析［S］.

［3］崔树宝.紫外分光光度法测定石油产品中芳烃含量［J］.天津化工，2006(20): 51-52.

［4］王秀君，郑连义，戴俊台，等.双波长紫外光谱法快速测定溶剂油中单环及多环芳烃含量［J］.河北化工，2002(3): 43-44.

［5］胡桂英.石油中重烷基苯磺酸盐的紫外光谱定量分析［D］.吉林：吉林大学，2009.

Rapid Detection of Aromatic Hydrocarbons Content in Raw Oil by Ultraviolet Spectrum Method

Fu Bing1，2， Liu Ping2， Song Kun2， Guan Hongyan2
（1. Ocean University of China, Qingdao 266000, China；2. Shengli Oilfield Zhongsheng Environmental Protection Co.， Ltd.， Dongying 257000， China）

A rapid method was built to detect the contents of aromatic hydrocarbon in crude oil by UV spectroscopy. Aromatic hydrocarbons separated from gas oil and diesel by chromatography were used as the standard samples，respectively. The results showed that there was a good linear relationship between the contents of aromatic hydrocarbon and the absorbance in gas oil and diesel with correlation coefficients r2of 0.999 73，0.999 44，respectively. The standard addition recovery was 96.83% for gas oil and 98.97% for diesel. The relative standard deviations of aromatic hydrocarbon determination results in as oil and diesel were 0.32%-0.98%，0.89%-1.52%(n=6)，respectively. This method can detect the effective components of raw oil rapidly and reliably，and can be better applied to actual production.

UV spectrophotometry; raw oil; contents of aromatic hydrocarbon; column chromatography

O657.32

A

1008-6145(2014)03-0074-03

10.3969/j.issn.1008-6145.2014.03.021

联系人：付兵；E-mail: linsen@mail.ustc.edu.cn

2014-02-12