摘 要：石油化學的生產(chǎn)工藝、原料、中檔產(chǎn)品的純度和構(gòu)成，是工程正常運轉(zhuǎn)的重要保證。由于受到傳感、準確性和高效率的影響，電化學方法在石油化學產(chǎn)品的分析和測試中受到廣泛關(guān)注。

關(guān)鍵詞：電化學;石油化工;分析;影響

0 引言

電化學分析是一個重要的儀器分析分支，包括電位分析、電流分析、電器分析和變通分析等方法。采用電化學分析方法，能迅速地分析物質(zhì)的含量和電化學屬性，所以廣泛用于科學研究和產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)。特別是在石油化學產(chǎn)品中，人們?yōu)榱嗣鞔_水分、微量元素、烯等重要成分的含量和構(gòu)成，采用電化學分析方法，在生產(chǎn)工藝中對原料、中檔產(chǎn)品和最終產(chǎn)品進行分析測試。從而確保生產(chǎn)安全，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

1 常見的幾種電化學分析方法

在石油及石油化學產(chǎn)品的分析中，根據(jù)電化學的基本原理，可以測量物質(zhì)的組成及含量與電信號之間的關(guān)系，以分析物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)。電氣化學分析方法靈活多樣，設(shè)備具有易于操作、自動化、低廉、準確有效等特點，被廣泛用于石化產(chǎn)品的分析測試。經(jīng)過幾年的開發(fā)，研究員們發(fā)明了對石油及其制品的多種電化學分析方法，如電位滴定、電分析、電壓電流測定及導電分析等方法。

1.1 電位滴定法

電位差滴定是對石油產(chǎn)品中堿性氮和活性硫含量的常規(guī)檢測方法。如果測量對象物質(zhì)的含量不一樣，所顯示的電位也不一樣，可以據(jù)此計算出物質(zhì)的濃度。實驗期間，將電位穩(wěn)定的基準電極和檢測溶液的電位和濃度之間具有定量關(guān)系的指示電極插入測試液體中，從而形成化學電池，然后根據(jù)電位差可以定量分析物質(zhì)的含量。

1.2 電量分析法

電解法又稱電量分析方法，它是根據(jù)電解試驗物質(zhì)消耗掉的電量來計算物質(zhì)含量的方法。這種方法可以用來分析汽車汽油、液化天然氣和樹苯等石油產(chǎn)品的硫含量。電氣分析方法特別對硫含量為0.5-1.0mg/kg時比較有效，對硫含量為0.5-100mg/kg的石油進行測量會產(chǎn)生良好的影響。

1.3 伏安分析法

電壓電流測定法的靈敏度很高，10-2-10-3?A的電流可以感知到，但因若干因素會干涉到測量，測量結(jié)果被變更，提高測量的精度和再現(xiàn)性是不容易的。流式電壓電流法在分析石油的特定微量元素時也被使用。這種方法具有很高的敏感度，可以對10-6-10-11mol/L的濃度物質(zhì)進行檢測，檢測界限可以達到10-12mol/L，所以被廣泛用于微量物質(zhì)的分析中。

1.4 電導分析法

導電分析是使用被測定的溶液的離子濃度和溶液的導電度之間的定量關(guān)系進行測定的一種方法。這種方法可以用來測量石油及其產(chǎn)品的含鹽量，如根據(jù)國家石油政策檢測，對臨界微粒濃度（CMC）的測定，它具有很高的敏感度和簡單便捷的操作方法。導電度的水平根據(jù)與溶液共存的所有離子的不同而有所改變，因此，檢測方法的選擇性較差，而且很難全部分析成分溶液。

2 分析微量非金屬和金屬元素

石油一般含有非碳氫化合物，包括氮化物、含含氧化合物和硫化物。硫、氮、氧及其他異種元素在石油中占較少量（3%～5%），但對由碳氫化合物形成的非碳氫化合物含量不可低估。非碳氫化合物的存在會對石油加工及產(chǎn)品質(zhì)量造成不良影響。例如，含硫化合物在處理原油時，會使催化劑無法活性化，腐蝕設(shè)備。燃料燃燒后由含氮化合物生成的氮氧化物會造成環(huán)境污染，在油處理過程中，催化劑中毒，給產(chǎn)品帶來穩(wěn)定性帶來危害。

3 分析微量金屬元素

石油的微量元素包括轉(zhuǎn)金屬元素、堿金屬和堿土金屬元素，這些金屬元素大多以有機形態(tài)存在。雖然占總質(zhì)量的10-4-10-9，但對石油處理工程有著重要影響。例如，鉛、釩、鎳、鐵和銅是重油加氫分解工藝中重要的催化劑中毒失活因素。釩會在燃油燃燒后焚燒，從而污染環(huán)境。因此在處理石油的過程中，必須檢測石油微量金屬元素的含量。石油的微量元素包括轉(zhuǎn)金屬元素、堿金屬和堿土金屬元素，這些金屬元素大多以有機床形態(tài)存在。雖然占總質(zhì)量的10-4-10-9，但對石油處理工程有著重要影響。例如，鉛、釩、鎳、鐵和銅是重油加氫分解工藝中重要的催化劑中毒和不活性化因素。釩燃燒燃油后焚燒、腐蝕渦輪blade，污染環(huán)境。因此在處理石油的過程中，必須檢測石油微量金屬元素的含量。目前，檢測出這種物質(zhì)所用的電化學分析方法主要包括流體電壓電流法以及差分脈沖偏振法。含鉛成份使催化劑不具有活性，從而污染環(huán)境。標準方法（ASTMD 3116）是使用分光光度進行測定，但程序非常復雜，樣品中鉛成分容易損失。所使用的萬能膠類KCN具有很強的毒性，一些學者在決定微量交油時，對要測試的樣品進行事先了前處理，然后通過電壓法檢測出要測試的液體。事前處理的目的是把油的有機鉛轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機鉛離子。此結(jié)果表明，使用該方法在輕油產(chǎn)品中檢測ppb微量鉛是正確有效的。

4 分析腐蝕性油品

許多石油產(chǎn)品是腐蝕性的，對機器及設(shè)備的安全、石油品質(zhì)等具有重要影響。在石油產(chǎn)品腐蝕評價方面，一些學者為了對航空燃料石油進行分析和研究，采用了電化學阻抗譜技術(shù)。該實驗設(shè)計了金屬間數(shù)碼容量性傳感器，在接觸油類產(chǎn)品時會產(chǎn)生腐蝕，隨著表面腐蝕產(chǎn)品的形成，容量性傳感器的阻抗更改，隨著腐蝕性石油產(chǎn)品會產(chǎn)生不同斜率和拐點的響應曲線。非腐蝕性樣品的響應信號基本不變。根據(jù)實驗方法，石油產(chǎn)品的腐蝕性能能夠得到有效的檢測，靈敏度優(yōu)于傳統(tǒng)的電化學檢測方法。實際上，石油產(chǎn)品的腐蝕性主要是和酸性化合物有關(guān)，在電位滴定時，為了檢測出石油微量的酸性，使用了三種方法。使用水、異丙醇和甲苯（1：99：100，V/V/V）的混合溶液溶解試驗的油，用KOH-異丙醇溶液完成了電位差滴定。此方法可適用于每磅重0.05mg KOH/g的油，由于工作高度自動化，所以測定結(jié)果準確。但是，如果生成物含有非水性溶劑，那么它會產(chǎn)生不容易電離的弱酸，則檢測出的效果不好。

5 結(jié)束語

作為現(xiàn)代的分析方法，電化學分析方法不僅具有便捷的優(yōu)點，而且適用范圍不斷擴大。在石油化學領(lǐng)域采用電化學分析方法已逐漸引起人們的關(guān)注，檢測出石油和石油產(chǎn)品的標準方法是具有連續(xù)性的。在石油分析中，對油品特性不同的成分檢測時，首先要確認電化學信號和檢測物質(zhì)的含量之間的對應關(guān)系，然后根據(jù)固有的特性，設(shè)計合理的信號分析方法，電化學再生分析技術(shù)是非常有效果的。

參考文獻：

[1]喬慶東，孫獻智，孫悅.電化學分析在石油化工中的應用[J].分析科學學報，2019，35（6）：747-752.

[2]李飛，俞江，張國范，等.一例陽極電化學除油故障分析[J].電鍍與涂飾，2020，39（9）：567-569.

[3]楊宇，尚夢帆，唐博.化工生產(chǎn)中的電化學水處理應用技術(shù)分析[J].中國化工貿(mào)易，2017，9（33）：100.

[4]傅義.試論電化學分析法在保健食品檢測中的應用[J].中國化工貿(mào)易，2019，11（7）：137.

[5]黨偉榮，陳西波，白晨龍.電化學合成技術(shù)在精細化工綠色化的作用[J].化工管理，2019，（24）：172-173.

作者簡介：

李尚志（1983- ），男，漢族，山東人，大專學歷，現(xiàn)供職單位中化泉州石化，助理工程師，研究方向為石油化工分析。