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        毛細柱法分析工藝氣中常量二氧化硫

        2018-12-14 10:52:36
        分析儀器 2018年6期
        關鍵詞:羰基硫化氫毛細

        (陜西延長中煤榆林能源化工有限公司 質量監(jiān)督檢驗中心,榆林 718500 )

        工藝氣中含有二氧化硫,對裝置腐蝕比較嚴重,準確的分析數(shù)據(jù)對工藝參數(shù)的調(diào)整至關重要[1]。但是工藝氣的水分比較大,用常規(guī)的GDX 502、Porapak Q的高分子小球填充分析[2],水分與二氧化硫無法完全分離,并且水峰拖尾比較大影響二氧化硫峰形,造成二氧化硫分析結果不準確[3]。

        本實驗采用氣相色譜毛細管法分析工藝氣中二氧化硫,其中毛細柱采用PLOT Q(填料為聚苯乙烯-二乙烯基苯),檢測器采用熱導池檢測器(TCD檢測器)進行實驗,從而得到了滿意的結果。

        1 儀器試劑

        Agilent 7820A氣相色譜儀,配有熱導池檢測器(TCD檢測器),六通閥、閥的管線和定量管都由廠商進行了防吸附處理;硫化物鋼瓶標準氣(大連大特氣體有限公司);聚四氟內(nèi)襯采氣袋(大連海德);載氣(高純氫)(大連大特氣體有限公司)。

        2 實驗

        2.1 色譜分析條件(表1)

        表1 色譜分析條件

        2.2 樣品分析

        采用閥進樣,進行標準氣體和樣品分析,建立相應校正表,根據(jù)峰高比值和標氣的濃度計算出樣品含量,經(jīng)試驗該方法二氧化硫的最低檢測濃度為100mL/m3,最高檢測上限5%v/v。

        3 結果與討論

        3.1 色譜柱的選擇

        對于二氧化硫和硫化氫等硫化物的分離,固定選擇十分重要;有關文獻采用GDX 502、GDX 301進行硫化物分析[1],其采用的色譜柱為高分子小球系列;本實驗采用了高分子小球系列色譜柱Porapak Q 6ft 1/8進行實驗,得出如圖1分析結果;Porapak Q分離效果不明顯,水分拖尾嚴重影響了二氧化碳峰型。

        圖1 水與二氧化硫的色譜峰

        填充柱長度短無法滿足分離效果,所以要更換較長的色譜柱到達分離效果,準備用毛細柱代替;尋找合適的毛細柱進行實驗,最終選定PLOT Q進行實驗,得出圖2分析結果,PLOT Q水分與二氧化硫完全分離,得到了很好的分離效果,并且硫化氫、羰基硫也得到了很好的分離。

        3.2 定量環(huán)的選擇

        為到達二氧化硫最低檢測限100mL/m3,開始選擇定量環(huán)為250CC,結果實驗過程中硫化氫容易柱過載出現(xiàn)“平頭峰”,不符合色譜基礎支持,最后經(jīng)過不同定量環(huán)比對,定量環(huán)選為150CC即滿足了最低檢測限又沒有柱過載峰型,如圖3。

        圖2 硫化氫、羰基硫、水、二氧化硫色譜峰

        圖3 硫化氫、羰基硫峰型、羰基硫、二氧化硫色譜圖

        3.3 進樣口及檢測器條件確定

        實驗首先選用常用進樣口及檢測器條件,即進樣口溫度200℃、TCD檢測器溫度250℃進行實驗,得到圖4所示結果(以二氧化硫為示例),進樣口、檢測器溫度太高硫化物不穩(wěn)定導致保留時間不穩(wěn)定;通過不斷的實驗最終確定進樣口溫度為120℃、檢測器溫度為150℃,保留時間穩(wěn)定。

        圖4 保留時間不穩(wěn)定譜圖(以二氧化硫為示意)

        3.4 柱箱條件確定

        實驗初選采用的升溫條件如表2,硫化氫和羰基硫的分離效果不好;通過實驗確定了最終的升溫條件如表3,硫化氫和羰基硫的分離效果達到了如圖5所示結果。

        表2 初選升溫條件

        表3 最終升溫條件

        圖5 硫化氫、羰基硫、水、二氧化硫的分離效果

        3.5 最終結果對比

        選用已經(jīng)確定好的實驗條件進行實驗,對甲醇裝置的克勞斯出口氣取樣進行實驗的結果如表4,對硫化氫、羰基硫、水、二氧化硫的分離效果如圖5所示。

        硫化氫、羰基硫、二氧化硫的相對標準偏差,符合JJG 700-1999氣相色譜儀檢定規(guī)程中TCD檢測器定量規(guī)定的相對標準偏差小于3%。

        表4 實驗結果 %v/v

        4 結論

        本實驗色譜儀進樣口溫度選擇120℃、檢測器溫度選擇150℃確保了分析結果保留時間的穩(wěn)定性。色譜柱選用毛細柱PLOT Q(填料為聚苯乙烯-二乙烯基苯),水與二氧化硫完全分離,杜絕了水峰拖尾影響二氧化硫;且硫化氫、羰基硫也有很好的分離效果。

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