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石化产品痕量硫化物含量测定原理与方法

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摘要:石化品中痕量硫化物的测定一直是分析工作人员工作的重难点,能否准确测定实话产品痕量硫化物含量,直接关系着石化产品的投入使用及下一步的生产运行。本文在此对石化产品痕量硫化物含量测定原理方法,做如下论述。

关键词:石化产品 痕量硫化物 测定 分析

石化产品中残留过量的硫,除了对炼油设备、运输设备造成腐蚀外,还会加速油品质变质,且燃烧后造成的二氧化硫会严重污染大气环境。由此可见,强化石化产品中硫含量的控制,对其今后的使用有着极其重要的作用。就此,本文从石油产品中痕量硫化物含量测定原理、石油产品中痕量硫化物含量测定方法及石油产品中痕量硫测定方法的选择等三个方面出发进行分析。

一.石油产品中痕量硫化物含量测定原理

作为石化产品中严格控制的指标之一,硫含量的测定、分析发挥着不可替代的作用。在痕量硫测定中,所测定的对象由原油与成品油、硫回收过程气体及工业炉烟、大气等三个方面组成。

在当前石化产品的生产制造中,硫含量作为衡量原油及其产品质量的重要指标之一,是整个石化产品分析内容的重要组成部分。受原油来源及加工方式的影响,其含有的硫可以是元素硫、硫化氢、硫醇类、硫醚类、二硫化物及其同系物等。硫在油品中的存在,一方面会对炼油装置及油品运输设备产生腐蚀,影响油品的安定性,另一方面炼厂及石化装置排放气中的硫化氢、燃气机及锅炉排放的二氧化硫可污染大气,造成中毒事故。但在某些状况下,硫的存在也有着一定优势,如在改善油的性质中,需要加入适量的非活性含硫化合物,这些都对实话产品中硫含量的测定有着严格的要求。

二.石油产品中痕量硫化物含量测定方法

(一)库仑滴定测定法

库仑滴定法也叫库化法,常用语轻质石油产品、原油及渣油中的总硫分析,其测量范围约在百分之几道千万分之几。在其使用中,国内的库伦仪研制及生产已经具备相当高的水平,再加上成本低廉,在很大程度上取代了以往的管式炉法与灯法,成为当前国内石化产品硫含量分析的主要方法。

库仑滴定的基本原理为将油品中的含硫化合物,在高温含氧气流中转变成二氧化硫,并在气流的引导下进入滴定池中,通过滴定池含有K1电解液生成三碘离子与进入滴定池的二氧化硫等当量反应,生成三氧化硫和1-,通过计算产生三碘离子所消耗的电量,便可计算样品中的硫含量。

(二)XRF——X射线荧光法

XRF测定法在使用中,能够对多种油品中的硫、镁等轻元素及铁、钴、镍、铀等重元素进行测定,同时也适用于液体、固体、泥浆及粉末等样品测定。XRF作为一种非接触的无损测量方法,在适用中可以对样品进行直接测量,且测量过后的试样不会发生变化,测量误差比较小。

XRF法在近几年的适用中,凭借其操作简单、成本低廉已成为石化生产中常见的油品元素分析方法。XRF检测原理:用X射线源照射试盘内放好的试样,使用检测元件来感测这些X射线的强度,通过X射线的强度来识别硫元素,信号越强,则硫含量越多,信号越弱,则硫含量越少。

(三)醋酸铅法

醋酸铅硫分析法最初常用于大气H2S含量的检测,约在80年代,测量液态碳氢化合物的在线总硫量系统才得以推出使用。在当前使用的在线总硫量系统中,仍以Houston Atlas 公司生产的VII型总硫分析仪为主,且该分析仪除了具备独特灵活的微处理体统外,在测量过程中不受外界环境的影响。VII型总硫分析仪在对气体硫含量进行测量时,其最小量程为0——1μL/L,其检测原理为:将大量的H2与检测样品混合,在经过一台加氢反应器后,H2与样品会在高温条件下发生还原反应,并生成H2S,接着H2S与醋酸铅接触发生如下反应:

在经过一段时间的反应后,白色的带子上会留下棕黑色的硫化铅,测定人员这时应使用电光二极管及LED光源,通过极其灵敏的光线来测量颜色变化的速率,进而测得H2S的具体含量。但在实际使用中,针对高芳烃含量样品的硫含量测量,测量人员可以使用氧化还原的方法对硫含量进行还原,即通过氧化还原的方式,先将样品中的硫氧化为二氧化硫或三氧化硫,接着将其还原为H2S,最后通过醋酸铅进行含量检测。

(四)其他检测方法

在上述的三种检测方法中,醋酸铅检测方法常用语也太是有产品中硫含量的分析检测,但从其实质来讲,其更适用于检测气体硫含量,且成为检测气体硫含量的标准方法之一;X射线荧光法常用于液态石油产品中硫含量的测定,然而在使用过错中容易受自身低灵敏度的影响,检测结果存在较大误差;火焰光度计与气相色谱技术结合也可以精确地在线测量硫含量,但由于光度计的非当量化响应和对碳氢化合物影响的敏感度,只能做单一含硫化合物组分的分析,难以做总硫分析,因而其应用受到限制。

随着近几年科学技术的迅速发展,我国科研人员研制出了化学发光法总硫检测仪,并将其应用到在线自动检测液态样品中硫化合物的含量检测中。该检测技术在做气相单一硫化物含量分析时就已经证明其精度在很大程度上虞色谱技术不分上下,且该技术经过改造后,在原有的基础上增加了一个整体式加热喷射阀,这样便能将液态样品直接喷入检测器,在实现所有含硫化合物检测的同时,还能直接得出产品中的总含硫量。

三.石油产品中痕量硫测定方法的选择

就石化产品来讲,其种类十分众多,除了包括燃料产品及液化产品外,还包括一些剂产品等化工原料,针对这些不同种类的石油产品,在检测其硫含量时,所用的测定方法也不相同。再加上石油产品中含硫量的不同,又可将石化产品分为高硫石油产品、低硫石油产品及痕量硫石油产品三个种类,再加上不同石油产品含硫量测定方法对硫的检出限有所不同,因而在很大程度上,不同的含硫量石油产品在检测中会出现与之相符的差异性。此外,在痕量硫测定方法的选择上,还应将检测的工作效率及测试成本充分的考虑进去,在保证检测结果准确无误的同时,还能将成本降到最低。

在对石化产品痕量硫化物进行测定时,需要结合着石油产品的实际状况选择与之相对的检测方式,这就要求测定人员在开展工作时:首先,结合着所选样品的实际状况,准确掌握其基本性质,结合着样品所产生的工艺分析,对硫分的形态及含量范围进行确定;其次结合着石油产品硫含量的测定目的、结果集用途,选择适用范围内更为经济、高效、准确的测试方式。最后,在测量中,应将误差控制在一定范围内,确保测量结果的准确性与高效性。

总 结:

综上所述,石化产品在我国社会发展中有着极其重要的作用,科学、准确的对测定石化产品痕量硫化物的含量,在实现石化产品最大经济效益的同时,还能大大降低其对环境造成的污染程度,符合社会的环保需求。

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