X荧光-XRF 油品中硫、氯与重金属快筛检验

世界上的原油主要根据原石油的含硫量及密度来分类，一般而言，含硫量不超过0.5％的可界定为轻质原油(无硫原油，Sweet Crude)，若含硫量超过0.5％(5000 ppm)则称为重质原油(Sour Crude)。因润滑油、机油及其他工业油品不断被当作废弃物排出，如何把废弃油透过精密纯化的过程，转化成优质的再生燃料油，让其同于中油的低硫燃料油(法规规范含硫量低于0.5%)，成为各厂商主要的课题。

然而石油是一种成分非常复杂的液态混合物，内含许多碳氢化合物及杂质，因为它是炼油原料，因此又把提炼前的石油称为原油。原油中含有的无机盐(如氯化钠、氯化镁、氯化钙)，由于在炼油过程中会聚集在蒸馏器、加热器等设备上，导致清理与维护费用庞大，甚至产品品质降低等不良的影响，因此分别确定原油中氯(Cl)与硫(S)的含量极为重要。

在美国材料与测试协会(ASTM)先前的标准方法(ASTM D8150)，分别采用离子层析法(IC)测定原油中有机氯化物的含量，以及萃取和滴定法测试原油中氯离子的含量。但此些方法的操作步骤较为繁杂、耗时长，且需要样品前处理。而在公告方法(ASTM D4929)中，则是使用X-射线萤光分析仪(XRF)检验氯(Cl)含量，无论是原油、精炼原油、再生油、润滑油等，油品样品皆无需前处理，即能快速且精确的测得油品中氯(Cl)含量的多寡，还能同步测得硫(S)含量等八大金属元素。如图一与图二，即针对油品处理前后的硫、氯元素分析。可以透过XRF图谱清楚得知，处理后的油品在硫、氯的强度波峰明显降低，硫含量低于0.5%，完全符合无硫原油所规范的数值。


                       ▲ 图一 处理前原油硫、氯含量                                                 ▲ 图二 处理后原油硫、氯含量

X-射線螢光分析儀(XRF)之所以不用前處理也能精確檢驗出硫、氯、八大重金屬等，在於檢量線需建置完善。然而建立完善的檢量線需具備完整的標準品(Standard)，每個元素的標準品則還區分高濃度及低濃度兩種，這樣才能將每個管控元素的檢量線完整建置(圖三)。若沒有完整的標準品建置，XRF就和能量分散光譜儀(EDX)一樣只能是半定量，無法精確定量出元素含量。科邁斯長期與檢驗單位以及各大廠合作，具備完整且經國際單位認證之標準品，可協助客戶將各檢量線完整建置，讓未來無論在硫(S)、氯(Cl)、八大重金屬等，皆可精確定性、定量出各元素種類及其含量占比。

建置元素检量线流程

                       ▲ 图一 重金属认证之标准品                                                  ▲ 图二 建置检量线于XRF设备中