X-ray螢光-XRF 油品中硫、氯與重金屬快篩檢驗

世界上的原油主要根據原石油的含硫量及密度來分類，一般而言，含硫量不超過0.5％的可界定為輕質原油(無硫原油，Sweet Crude)，若含硫量超過0.5％(5000 ppm)則稱為重質原油(Sour Crude)。因潤滑油、機油及其他工業油品不斷被當作廢棄物排出，如何把廢棄油透過精密純化的過程，轉化成優質的再生燃料油，讓其同於中油的低硫燃料油(法規規範含硫量低於0.5%)，成為各廠商主要的課題。

然而石油是一種成分非常複雜的液態混合物，內含許多碳氫化合物及雜質，因為它是煉油原料，因此又把提煉前的石油稱為原油。原油中含有的無機鹽(如氯化鈉、氯化鎂、氯化鈣)，由於在煉油過程中會聚集在蒸餾器、加熱器等設備上，導致清理與維護費用龐大，甚至產品品質降低等不良的影響，因此分別確定原油中氯(Cl)與硫(S)的含量極為重要。

在美國材料與測試協會(ASTM)先前的標準方法(ASTM D8150)，分別採用離子層析法(IC)測定原油中有機氯化物的含量，以及萃取和滴定法測試原油中氯離子的含量。但此些方法的操作步驟較為繁雜、耗時長，且需要樣品前處理。而在最新公告方法(ASTM D4929)中，則是使用X-射線螢光分析儀(XRF)檢驗氯(Cl)含量，無論是原油、精煉原油、再生油、潤滑油等，油品樣品皆無需前處理，即能快速且精確的測得油品中氯(Cl)含量的多寡，還能同步測得硫(S)含量等八大金屬元素。如圖一與圖二，即針對油品處理前後的硫、氯元素分析。可以透過XRF圖譜清楚得知，處理後的油品在硫、氯的強度波峰明顯降低，硫含量低於0.5%，完全符合無硫原油所規範的數值。



            ▲ 圖一 處理前原油硫、氯含量                                 ▲ 圖二 處理後原油硫、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。

建置元素檢量線流程

                ▲ 圖一 重金屬認證之標準品              ▲ 圖二 建置檢量線於XRF設備中

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