硫磺加收過程氣相色譜分析儀

在石油加工和自然氣凈化工藝中產(chǎn)生大量的硫化氫氣體，產(chǎn)業(yè)上普遍采用克勞斯法處理含有硫化氫的酸性氣體，這種方法只有當(dāng)H2S:SO2為2:1時(shí)，才能獲得轉(zhuǎn)化率。要獲得較高的轉(zhuǎn)化率，必須對H2S和SO2進(jìn)行分析，并且要求分析結(jié)果正確可靠。此外，在克勞斯反應(yīng)過程中還有一些副產(chǎn)物天生，如COS、CS2以及由空氣帶進(jìn)的 O2、N2等。

為了正確的把握這些組分的含量，對其比率進(jìn)行化控制，減少副反應(yīng)，進(jìn)步硫回收率，確定了硫回收過程組成分析的氣相色譜法。該法已用于硫磺回收過程氣中的H2S、SO2、COS、CS2、O2、N2等組分的分析。

儀器與材料

北京普瑞分析儀器GC-9280型氣相色譜儀；檢測器：熱導(dǎo)檢測器;

儀器特點(diǎn)

1、全新生產(chǎn)工藝，重新設(shè)計(jì)儀器內(nèi)的氣源通路和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，零部件布局更加合理，降低元器件信號(hào)干擾，提高檢測準(zhǔn)確度，設(shè)備的穩(wěn)定性和耐用度好。

2、采用7寸彩色觸摸屏控制，專業(yè)色譜儀UI操作界面設(shè)計(jì)，直觀反映進(jìn)樣口、柱溫箱、檢測器的內(nèi)部溫度值和個(gè)檢測器的數(shù)值，以及運(yùn)行時(shí)間，具備一鍵降溫功能，用戶可以自行設(shè)定檢測條件，使用及其方便。

3、儀器具備優(yōu)良的重復(fù)性，采用自動(dòng)進(jìn)樣器進(jìn)樣的實(shí)驗(yàn)條件下，儀器測試的重復(fù)性誤差可達(dá)2%，優(yōu)于國標(biāo)規(guī)定的3%。

4、柱溫箱采用六路獨(dú)立溫控系統(tǒng)，自動(dòng)后開門系統(tǒng)，溫控精度達(dá)到0.1℃，使設(shè)備能勝任大范圍的樣品分析。

5、整機(jī)采用模塊化設(shè)計(jì)，可多處理器并行工作。包含2種進(jìn)樣口模塊(毛細(xì)柱進(jìn)樣口和填充柱進(jìn)樣口），5種高性能檢測器模塊(FID、TCD、ECD、FPD和NPD)，可以按照客戶要求安裝多種進(jìn)樣口及檢測器模塊（可定制六通閥、十通閥氣體進(jìn)樣器、頂空進(jìn)樣器、熱解析進(jìn)樣器、裂解爐進(jìn)樣器、甲烷轉(zhuǎn)化爐），支持3組進(jìn)樣口和4種檢測器，方便用戶后期升級(jí)改造。

6、可以直接與計(jì)算機(jī)進(jìn)行聯(lián)機(jī)，實(shí)現(xiàn)程序控制儀器進(jìn)樣口，柱溫箱，檢測器的升溫和降溫。在客戶配置有自動(dòng)進(jìn)樣閥(或者自動(dòng)進(jìn)樣器)的條件下可以實(shí)現(xiàn)儀器無人值守，儀器自動(dòng)升溫點(diǎn)火，自動(dòng)加載方法，自動(dòng)計(jì)算測試結(jié)果等一些列的測試流程，滿足在線測試的要求。

7、內(nèi)置IP協(xié)議棧，可通過企業(yè)局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)將測試數(shù)據(jù)上傳至傳至現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)室、部門主管及上級(jí)的計(jì)算機(jī)中，方便各個(gè)部門實(shí)時(shí)監(jiān)控儀器的運(yùn)行及檢測結(jié)果?？梢酝ㄟ^互聯(lián)網(wǎng)直接與廠家進(jìn)行對接，實(shí)現(xiàn)氣相色譜儀的遠(yuǎn)程診斷，遠(yuǎn)程程序更新等。

8、可以與國內(nèi)外多個(gè)廠家生產(chǎn)的自動(dòng)進(jìn)樣器對接，如島津的AOC-20i、意大利HTA公司的HT系列高效氣相液體自動(dòng)進(jìn)樣器等，減少人為因素產(chǎn)生的儀器的檢測誤差，提高儀器的測試精度。

技術(shù)參數(shù)

汽化室：要求在本方法使用的溫度下能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，為了減少其體積，它和色譜儀的連接間隔應(yīng)盡量接近;

數(shù)據(jù)處理工作站：PRH-3000色譜數(shù)據(jù)工作站;

色譜柱：雙柱，以補(bǔ)償柱子流失產(chǎn)生的基線漂移;

流量控制器：裝備有穩(wěn)流閥和穩(wěn)壓閥，先穩(wěn)壓后穩(wěn)流;

注射器：分格為0.01mL的1mL注射器和100mL注射器。

2.2材料

擔(dān)體：分子篩和高分子多孔小球;

載氣：氫氣(純度≥99.99%);

標(biāo)準(zhǔn)氣：H2S、SO2、COS、CS2、O2;

稀釋氣：高純氮(純度≥99.99%)。

實(shí)驗(yàn)方法

3.定性及定量分析

3.1定性分析

采用已知純物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)氣與未知樣品的保存特性進(jìn)行組分鑒定。即比較已知物和未知物的保存值(保存時(shí)間和保存體積)，就能確定某一色譜峰代表什么組分。根據(jù)保存特性進(jìn)行鑒定，是的方法。

3.2定量分析

由于各種物質(zhì)的峰面積與色譜條件有關(guān)，和物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)沒有固定數(shù)目關(guān)系，因此在進(jìn)行定量分析時(shí)必須要用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行對比。采用工作曲線定量法或外標(biāo)法定量。

3.3外標(biāo)氣的配制

在一個(gè)100mL科研注射器內(nèi)加進(jìn)少許硬質(zhì)聚四氟乙烯塊，注射器口用一軟質(zhì)橡皮帽封住，先吸取60mL高純氮，然后用10mL注射器注進(jìn)一定量的標(biāo)準(zhǔn)氣，最后用高純氮烯釋到滿刻度，反復(fù)搖動(dòng)，負(fù)氣體混合均勻。

3.4校正曲線的繪制

定量進(jìn)樣校正曲線是色譜分析常用的一種簡便、快速的盡對定量方法。將已配制好的不同含量標(biāo)準(zhǔn)樣，注進(jìn)氣相色譜儀，然后將分析結(jié)果繪制成峰面積-百分含量校正曲線。在作硫磺回收過程氣分析時(shí)打進(jìn)同樣體積的分析樣品，根據(jù)所測得的被分析組分的峰面積值，可直接從外標(biāo)校正曲線上查出相應(yīng)組分的百分含量。

4靈敏度、誤差及檢測濃度

目前通常采用迪姆巴特(Dimbat)及其同事提出的方法來測定檢測器的靈敏度，即表示為單位濃度的樣品所導(dǎo)致檢測器的響應(yīng)值。操縱條件為橋流：140mA;柱溫：80℃;載氣：氫氣;衰減：1;檢測器溫度：100℃;汽化室溫度150℃;載氣流速：28mL/min;進(jìn)樣量：1mL。硫化氫為樣品，測得：靈敏度S>1900mV.mL/mL。

5結(jié)論

(1)硫化物分析可采用氣固和氣液色譜法，但在工藝控制分析中采用氣固色譜法具有無固定相流失、柱壽命長等特點(diǎn)，同時(shí)，也不會(huì)因柱室超溫而損壞柱子，可用于高靈敏度檢測器。實(shí)驗(yàn)證實(shí)GDX-301是分析硫化物的理想柱子;

(2)由于硫化氫、二氧化硫、二硫化碳和硫氧碳都是極性物質(zhì)，在分析過程中輕易發(fā)生吸附現(xiàn)象而影響分析結(jié)果。因此，應(yīng)盡量縮短采樣時(shí)間，確保分析結(jié)果的正確性;

3在分析低含量氧時(shí)，應(yīng)采取有效的密封措施，防止空氣中氧的滲透。

該方法是為硫磺回收過程氣的分析而開發(fā)的，方法快速、正確、靈敏，分析誤差為±1.4%，試驗(yàn)證實(shí)滿足硫回收過程氣的工藝分析。