石油產品中微量硫的微庫倫分析法實驗條件的選擇

趙靜

【摘要】本文主要研究微庫倫分析中溫度、積分電阻、放大倍數、偏壓、進樣量、標樣濃度、化學試劑等對轉化率的影響。從而得出最佳溫度、積分電阻、放大倍數、偏壓、進樣量、標樣濃度、化學試劑的使用范圍，計算出樣品中標準硫含量。

【關鍵詞】微庫倫分析 硫含量 分析誤差

一前言

燃料中的硫會增加汽車尾氣碳氫化合物（HC）、一氧化碳（CO）、氮化物（NOx）和細微顆粒（Pm）的排放。由于汽車尾氣造成的大氣污染日趨嚴重，發動機燃料標準將更加嚴格，下世紀初發達國家汽油和柴油的硫含量指標將分別下降。同時，硫對石油加工、產品質量有極大的影響，因此如何準確測定各種油品中的硫含量對控制油品中的硫含量已顯得越發重要。本文對WK-2D型微庫倫綜合分析儀測定硫含量的方法、準確性和影響測定結果的因素進行了研究。

二實驗部分

2.1實驗試劑及儀器組成

2.1.1儀器組成

儀器由計算機、微庫倫綜合分析儀主機、溫度流量控制器、攪拌器、進樣器等組成。

2.1.2實驗儀器的溶液配制

碘化鉀（K1）、疊氮化鈉（NaN3）化學純、冰醋酸（HAC）優級純和碘（12），硫電解液的配制：將0.5g的碘化鉀0.6g疊氮化鈉和5ml的冰醋酸溶于去離子水中并稀釋至1000ml存放于棕色瓶中，避光陰涼處保存（電解液中加疊氮化鈉是為了除去氯氮對硫的干擾）

2.2實驗操作方法

依次打開微庫倫綜合分析儀主機，計算機溫度流量控制器，攪拌器，進樣器的電源。把準備好的滴定池置于攪拌器內平臺上，調節攪拌器的高度，使滴定池毛細管入口對準石英管出口，并用銅夾子夾好，調整滴定池位置，使攪拌子轉動平穩將庫倫放大器的電極連接線按標記分別連接到滴定池的參考測量陽極陰極的接線柱，并擰緊以保證接觸良好將潔凈的石英裂解管用硅膠堵緊進樣口，并放進裂解爐，用聚四氟乙烯管將石英裂解管的各爐進氣支管與唯獨流量控制器的對應輸出口相連接

三實驗數據分析

3.1偏壓對轉化率的影響

條件：（1）溫度：穩定段750℃，燃燒段800℃，汽化段630℃（2）電阻：0.6（3）放大倍數：100（4）進樣體積：2.4μL

結論：偏壓過大，拖尾峰過大，分析結果較慢。轉化率隨偏壓變大而變大。偏壓過小，超調峰過大，分析結果較慢。轉化率隨偏壓變小而變大。

3.2積分電阻對轉化率的影響

條件：（1）溫度：穩定段750℃，燃燒段800℃，汽化段630℃（2）偏壓：130（3）放大倍數：100（4）進樣體積：2.4mL

表3—2電阻對轉化率的影響

結論：峰拖尾時，增大電阻可減小拖尾。電阻越小，峰越矮越寬分析結果越慢，電阻越大峰越高越細轉化率漸大。電阻太高，轉化率偏高。

3.3放大倍數的轉化率的影響

條件：（1）溫度：穩定段750℃，燃燒段800℃，汽化段630℃（2）偏壓：130（3）電阻：0.6（4）進樣體積：2.4μL

結論：放大倍數過大，峰變高變細且超調峰變大，樣品分析結果較慢。放大倍數逐漸變大，轉化率逐漸變小，但較小放大倍數時也影響轉化率。

3.4進樣量多少對轉化率的影響

條件：（1）溫度：穩定段750℃，燃燒段800℃，汽化段630℃（2）偏壓：130（3）電阻：0.6（4）放大倍數：100

結論：隨著進樣體積的變大峰變寬變細，分析結果較慢。進樣體積不合適，轉化率相對變小，不合適。

3.5轉化率大小對樣品硫含量的影響。在較多數據中，抽取有代表性的數據看出，轉化率75-115之間，樣品硫含量相對平等，轉化率低于75，樣品硫含量逐漸降低，而高于115，樣品硫含量相對偏高而平均樣品中的硫含量結果其轉化率恰好在75-115之間，所以轉化率控制在75-115之間分析樣品較為合適。

3.6其它因素對轉化率的影響

（1）溫度的影響：燃燒段，穩定段，汽化段溫度偏高，浪費電源，使樣品不等進入汽化段便全部帶走，轉化率相對偏小。溫度偏低，樣品燃燒不充分，樣品中硫不能全部汽化便帶入滴定池無法產生反應，轉化率相對偏小。

（2）攪拌器轉速過慢，樣品無法與滴定池內電解液充分反應，轉化率偏低，過快或上下翻動易將滴定池內鉑片碰壞，轉化率將不易測出。

（3）氮氣與氧氣的流速控制不均勻，將燃燒不充分或不宜將硫全部攜帶出來，導致轉化率偏低。

（4）電解液使用時間過長和電解池被污染，都不易測出轉化率。

四結論

本論文采用微庫倫法，研究了偏壓、積分電阻、放大倍數、進樣體積等對分析石油產品中微量硫的影響，發現：（1）偏壓過大，拖尾峰過大，分析結果較慢。轉化率隨偏壓變大而變大。偏壓過小，超調峰過大，分析結果較慢。轉化率隨偏壓變小而變大。（2）峰拖尾時。增大電阻可減小拖尾。電阻越小，峰越矮越寬分析結果越慢，電阻越大峰越高越細轉化率漸大。電阻太高，轉化率偏高。（3）放大倍數過大，峰變高變細且超調峰變大，樣品分析結果較慢。放大倍數逐漸變大，轉化率逐漸變小，但較小放大倍數時也影響轉化率。（4）隨著進樣體積的變大峰變寬變細，分析結果較慢。進樣體積不合適，轉化率相對變小，不合適。（5）燃燒段，穩定段，汽化段溫度偏高或過低，攪拌器轉速過快或過慢，氮氣與氧氣的流速控制不均勻，電解液使用時間過長和電解池被污染都會導致轉化率偏高或偏低。

綜上所述，在現實應用中把溫度：穩定段750℃燃燒段800%汽化段630℃、偏壓設定為130、積分電阻0.6、放大倍數100、進樣體積2.4μL可減少分析中的誤差。endprint