一、概述
硫化氫是液化石油氣中的一種有害成分,在石油加工過程中,特別是加氫裂解工藝,原油中的硫被還原成硫化氫,通過分餾,留存于液化石油氣中,如果在作為成品前不加堿洗工藝便會隨加壓液化而成為液化石油氣的一部分,有時堿洗不徹底也會有部分硫化氫存在于液化石油氣中。
另外,油氣田液化石油氣中的硫化氫,主要來源于回收天然氣輕烴的原料天然氣中的硫化氫,由于回收輕烴時經(jīng)加壓、冷凝,使部分硫化氫凝于輕烴中。經(jīng)穩(wěn)定生產(chǎn)液化石油氣,又大部分分餾到液化石油氣中,對混合輕烴汽化后的樣品測試時,發(fā)現(xiàn)有硫化氫存在,證明這種可能是存在的。
測定液化石油氣中硫化氫,現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法有兩個:一個是定性測定,即判定液化石油氣中有無硫化氫,GB 11125《液化石油氣中硫化氫試驗(yàn)法(乙酸鉛法)》,該方法是將汽化的試樣吹到濕潤了乙酸鉛溶液的試紙上觀察有無變色反應(yīng)來確定有無硫化氫的存在;另一個是SH/T 0231《液化石油氣中硫化氫含量測定法(層析法)》,該方法也是采用乙酸鉛變色原理,定量測定硫化氫的含量。
二、原理
將浸漬了乙酸鉛的粗孔硅膠裝入玻璃反應(yīng)管中,當(dāng)氣體試樣通過硅膠層時,硫化氫與乙酸鉛反應(yīng)生成黑色硫化鉛,使硅膠層上顯出一定長度的染色層。根據(jù)染色硅膠體積確定通過反應(yīng)管的硫化氫量,再根據(jù)測得的試樣體積,便可計(jì)算試樣中硫化氫含量。
三、儀器與材料
(1)玻璃反應(yīng)管:下端有多孔玻璃隔板。
1mL管體積刻度最小分度為0.01mL。
2mL管體積刻度最小分度為0.02mL。
(2)取樣器:如圖1-6-5所示。可裝液化石油氣約5g。每支取樣器必須通過4MPa(40kgf/cm2)的水壓試驗(yàn)。
(3)不銹鋼空心針:如圖1-6-6所示。將φ×0.2mm的不銹鋼管,截成長70mm,兩頭加工錐形,并在距端頭5mm處開一個φ0.3的小孔。針的中間焊一根外徑2mm,內(nèi)徑1mm和長20mm的不銹鋼管。
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(4)不銹鋼針形閥:各種形式的適用的不銹鋼針形閥。
(5)濕式流量計(jì):2L濕式流量計(jì)。
(6)支架:能固定針形閥的任何形式的架子。
(7)玻璃安瓶:1,2mL。
(8)容量瓶:1L。
(9)移液管:20mL。
(10)滴定管:50mL。
(11)量筒:50,100mL。
(12)硅橡膠板:厚5mm耐針刺硅橡膠板。
(13)硅膠:將粗粒的粗孔硅膠磨碎,篩取40~80目之間的硅膠。
四、試劑
所用的試劑均為分析純。
(1)乙酸鈉。
(2)冰乙酸。
(3)二甲酚橙:配成5g/L二甲酚橙指示液。
(4)甲基橙:配成5g/L甲基橙指示液。
(5)鉻黑T:配成5g/L鉻黑T-Z乙醇指示液。
(6)氨水:按體積比配成1:1的溶液及10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))氨水溶液。
(7)鹽酸:配成19%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))鹽酸溶液。
(8)氧化鋅:基準(zhǔn)試劑。
(9)氯化銨。
(10)乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)。
(11)乙酸鉛。
五、試驗(yàn)準(zhǔn)備
(1)乙酸—乙酸鈉緩沖溶液(pH5.6~6.0)的配制:稱取結(jié)晶乙酸鈉200g,用蒸餾水溶解后,加入冰乙酸10mL,用蒸餾水稀釋至1L,搖勻。
(2)氨—氯化銨緩沖溶液(pH約為10)的配制:稱取54g氯化銨。精確至±0.01g,溶于200mL水中,加入350mL氨水,用水稀釋至1L。
(3)乙二胺四乙酸二鈉[c(EDTA)=0.05mol/L]標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的配制和標(biāo)定:稱取20gEDTA,溶于1L水中,搖勻。然后稱取經(jīng)800℃灼燒至恒重的基準(zhǔn)氧化鋅0.13g,精確至0.002g。用少量水濕潤,加2mL鹽酸溶液[19%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))]使之溶解,加入10mL水,用氨水溶液[10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))]中和至pH為7~8,再加入10mL氨一氯化銨緩沖溶液(pH≈10)。用配制的EDTA溶液滴定,近終點(diǎn)時加3滴5g/L鉻黑T-乙醇指示液,繼續(xù)滴定至溶液由紫色變成純藍(lán)色。同時做空白試驗(yàn)。
EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的實(shí)際濃度c(EDTA),mol/L,按式(1-6-1)計(jì)算:
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式中m——氧化鋅的質(zhì)量,g;
V1——EDTA溶液的用量,mL;
V0——空白試驗(yàn)時,EDTA溶液的用量,mL;
0.08137——與1.00mL EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液[c(EDTA)=1.000mol/L]相當(dāng)?shù)囊钥吮硎镜难趸\的質(zhì)量。
(4)乙酸鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定:稱取結(jié)晶乙酸鉛20g,加入1L容量瓶中,再加冰乙酸50mL、蒸餾水500mL,搖動,讓乙酸鉛溶解,加蒸餾水至刻度,搖勻。
準(zhǔn)確量取20mL上述溶液,放入250mL三角燒瓶中,加甲基橙指示液1滴,再加1:1的氨水溶液中和此溶液,當(dāng)橙色剛顯黃色后,加入乙酸—乙酸鈉緩沖液20mL,蒸餾水50mL,二甲酚橙指示液1滴,用EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至溶液由酒紅色到亮黃色為終點(diǎn)。標(biāo)定時同時做空白試驗(yàn)。