Analysis of Sulfur in Petroleum Products According to ASTM D4294 & ISO 8754 using Shimadzu’s EDX-7000

Význam tématu

Obsah síry v palivech je klíčovým faktorem ovlivňujícím emise oxidu siřičitého (SO₂) a dalších sloučenin síry během spalování. Snižování těchto emisí je nezbytné pro ochranu zdraví populace a životního prostředí, zejména kvůli riziku acido­montovění dešťů a poškození dýchacího ústrojí. Rostoucí regulační limity, jako je mezinárodní standard IMO (0,5 % síry v lodních palivech od roku 2020), vyžadují rychlé a spolehlivé analytické metody pro kontrolu kvality paliv.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo ověřit schopnosti spektrometru Shimadzu EDX-7000 (EDXRF) plnit požadavky norem ASTM D4294 a ISO 8754 pro stanovení celkového obsahu síry v ropných produktech. Aplikace zahrnovala testy opakovatelnosti, reprodukovatelnosti, měření prázdného vzorku a výpočet dolní meze detekce (LLD) za různých provozních podmínek.

Použitá instrumentace

• Spektrometr Shimadzu EDX-7000 (energeticky disperzní rentgenová fluorescence)
• Vzorkovací filmy: polypropylen, tloušťka 5 μm
• Atmosféra měření: vzduch a helium (99,999 % čistota)
• Teplota: pokojová (~25 °C), relativní vlhkost ~50 % RH

Použitá metodika

Metodika vycházela ze standardů ASTM D4294 a ISO 8754. Při koncentracích síry nad 500 ppm byl vzduch v analytické komoře nahrazován heliem, u nižšího obsahu stačilo plnění heliem. Pro každý bod byly stanoveny doby měření (100–300 s podle koncentrace) a instrument byl neustále zahříván minimálně 15 min. Pro opakovatelnost (r) a reprodukovatelnost (R) byly použity příslušné vzorce norem, LLD se vypočítala z intenzity signálu a šumu.

Hlavní výsledky a diskuse

Testy opakovatelnosti a reprodukovatelnosti pro ASTM D4294 prokázaly splnění požadavků při koncentracích ≥500 ppm bez purge komory a ≥50 ppm s heliem, a to i při zkrácené době měření. Pro dieselová paliva byla hranice pro spolehlivý výsledek ≥100 ppm síry. Podle ISO 8754 metoda uspokojila kritéria v rozsahu 0,03–4 wt.% síry za běžných podmínek (bez purge). Dolní mez detekce dosáhla 2,49 ppm síry s heliem a 5,61 ppm bez purge, což významně předčí požadavky budoucích regulací.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá a snadná příprava vzorku bez rozpuštění
• Vysoká linearita kalibrace umožňující přesné stanovení
• Nízká dolní mez detekce (řádově jednotky ppm)
• Možnost zkrácení času měření při zachování kvality výsledků

Budoucí trendy a možnosti využití

EDXRF se ukazuje jako univerzální metoda nejen pro síru, ale i pro stanovení dalších stopových prvků v palivech a petrochemii. Dále se předpokládá integrace této techniky do online monitorovacích systémů a vývoj automatizovaných laboratoří (Lab 4.0), které umožní kontinuelní kontrolu emisí a kvality produktů.

Závěr

Shimadzu EDX-7000 plně splňuje požadavky norem ASTM D4294 a ISO 8754 pro stanovení celkového síry v ropných produktech. Metoda nabízí rychlou analýzu s minimální přípravou, vysokou přesností a nízkou dolní mezí detekce, čímž podporuje dodržování stále přísnějších environmentálních standardů.

Reference

• ASTM D4294. Standard Test Method for Sulfur in Petroleum and Petroleum Products by Energy-Dispersive X-ray Fluorescence Spectrometry.
• ISO 8754. Petroleum Products – Determination of Sulfur Content – Energy Dispersive X-ray Fluorescence.
• Shimadzu Corporation. Shimadzu EDX-7000 Energy Dispersive X-ray Fluorescence Spectrometer User’s Manual.