以色谱替代库仑进行低硫元素含量的分析

以色谱替代库仑进行低硫元素含量的分析

王胜楠

天津石化化验计量部化工化验站 天津 300271

摘要

硫元素的含量是表征石化产品质量的重要指标。一方面，随着环保意识的日益增强，减少硫元素的排放量十分重要。另一方面，硫使反应中的某些催化剂中毒，使催化剂失去活性，降低产品质量。硫元素分析的重要性不言而喻，而且该分析项目的频次多。因此，高效而准确的进行硫元素分析是必然的要求。我们目前使用的分析方法是传统的库仑分析法，该方法对环境和人员操作技能的要求比较高，而且仪器状态不稳定。本论文将讨论用色谱方法代替库仑方法进行硫含量的分析。色谱法有操作简单，方便快捷，重复性好等特点。

关键词 硫元素分析 色谱分析法

前言

中控样品中硫含量越来越受到重视，它不仅影响工艺流程的生产还对自然环境造成污染，因此化工产品中硫含量的测定非常重要。化工化验站是化验计量部的下属单位之一，该站的原料成品班组每日硫元素的分析频次可达10次之上，为面对人员锐减的困境，对中间频度样品的硫含量检测进行色谱分析很有实际意义。

1分析方法简介

以前我们使用微库仑仪进行低硫元素含量的测定。被测样品进入裂解管气化后，随载气氮气一起进入燃烧段，在此与氧气混合，转化为二氧化硫，一起进入滴定池，与电解液中的三碘离子发生反应，三碘离子浓度降低，和给定偏压比较，将此信号输入库仑放大器，经放大后输出电压加到电解电极，电解阳极处发生电极反应，被消耗的三碘离子得到补充，消耗的电量就是电解电流对时间的积分，根据法拉第电解定律即可求出试样的硫含量。该方法原理比较复杂，操作步骤繁琐，准确度低，存在浪费试剂的现象，更重要的是库仑分析法无法实现长时间保持良好的运行状态。

现在我们使用色谱法进行硫元素分析，含硫化合物从色谱柱馏出后，进入燃烧器，产生SO中间体，燃烧器内的反应中间体产物一氧化硫被真空抽吸到SCD检测器的低压反应池内，同时臭氧发生器通过对氧气高压产生的臭氧也被抽吸到低压反应池。燃烧器中产生的一氧化硫与臭氧在检测器的反应池中发生化学发光反应，并通过光学滤光片由光电倍增管检测并放大，产生数字信号并输出。该方法准确度高，在安全性和灵敏度上与微库仑法相比有明显优势。同时，该方法测定步骤简单。打开气体，连接燃烧器，打开GC和SCD电源。打开真空泵，设定数值，并观察燃烧器和反应池压力能否到达压力范围。待温度和压力稳定后，打开臭氧开关。待基线平稳后就可以进行分析。

2实验与结果讨论

2.1色谱法的灵敏度

将色谱仪器调试平稳后，将0.05ppm的标准样品进行多次硫含量的分析测定，并记录FID检测器响应值。基线噪声脉冲值为8pA。对本方法的灵敏度进行评估。

通过以上数据，0.05ppm的标准样品的FID检测器响应值与基线噪声脉冲值的比值为大于4，因此色谱可以实现0.05ppm浓度的样品分析，有较高的灵敏度。

2.2分析结果的重复性

利用不同浓度的标准样品进行硫含量分析测定，对本方法的重复性进行评估

由上表可以看到RSD值最大的为3.0%，符合硫含量分析标准，说明此方法具有良好的重复性。

2.3分析结果的再现性

利用不同浓度的标准样品进行硫含量分析测定，对本方法的再现性进行评估

由上面的数据可以看出色谱法的再现性非常好。

2.4实验数据对比

分别用浓度为0.2ppm，0.5ppm和1.0ppm的硫标准样品，同时进行库仑法检测和色谱法检测，并对数据进行比较。

由于色谱法与库仑法相比较，分析操作相对简单，减少了分析误差的产生，在进行低浓度硫含量分析时结果更接近标准浓度值。

3.结论

一 在操作时间上。色谱分析时间只需要5分钟与库仑法一小时的分析时间相比，节约了大量分析时间，降低了劳动强度，分析操作简单，减少操作步骤，降低了分析成本。

二在稳定性方面。库仑法受环境的温度，电解液的组成等因素的影响，状态不稳定，而且无法实现长时间的分析。而色谱法可以长时间不停机连续检测。色谱法具有良好的重复性和再现性，完全满足硫含量分析标准要求。

三在准确性方面。库仑法的转化率在仪器状态良好时可以达到80%到120%之间。而色谱法基本可以达到90%以上。提高了分析数据的准确度。

四在环保方面，库仑法要用大量的电解液置换来提高偏压，而色谱法减少了废气、废液的产生，有利于环保建设。

五在分析项目方面，库仑法进行总硫的检测，而色谱法可以进行形态硫的检测分析，项目更全面。

参考文献

《仪器分析》 2008年5月 北京化工大学