TS3000元素分析仪在测定油田液化气硫含量中的应用

陈小龙　任广宝

(中国石油独山子石化公司乙烯厂中心化验室，独山子 833699)



TS3000元素分析仪在测定油田液化气硫含量中的应用

陈小龙任广宝

(中国石油独山子石化公司乙烯厂中心化验室，独山子 833699)

介绍了采用TS3000元素分析仪，用紫外荧光法、气体进样方式测定油田液化气中硫含量的方法，该方法相对标准偏差小于5%，相对误差在±10﹪以内。准确度高, 重复性好，操作简单，适合油田液化气硫含量测定。

硫测定紫外荧光油田液化气

油田液化气用于烃类裂解制乙烯或蒸气转化制合成气，为主要的石油化工原料，硫含量是其主要质量控制指标之一。硫以元素硫、硫化氢、有机硫等形式存在，在生产过程中对设备管线均有腐蚀，会使催化剂中毒，影响工业生产及产品的性能，而且对空气也会造成污染。目前由于油田液化气产地多，硫含量变化大，对测量造成一定的困难。TS3000元素分析仪测量油田液化气硫含量准确度高，易操作，分析时间短，分析效率高，重复性好等优点被广泛应用。

1　实验部分

1.1实验原理

在一定的条件下，以氩气为载气，通过气体进样器将一定量的样品进入燃烧炉，在燃烧炉内，硫元素被氧化成二氧化硫，气体穿过半透膜干燥器除去水，在经过玻璃纤维膜除去颗粒杂质。经洗涤过滤后进入检测器。二氧化硫吸收紫外光的能量变为激发态的二氧化硫，当二氧化硫由激发态返回基态时发射荧光，并由光电倍增管检测，由所得信号计算硫含量，测量过程大致为气体进样器(载气氩气)(助燃剂氧气)—裂解炉—半透膜—玻璃纤维膜—检测器。

1.2仪器和试剂

TS3000型微量元素分析仪及EGM II 气体进样器(带有Theus数据处理软件的工作站)，美国Thermo公司生产。

载气为氩气，纯度为99.996%。助燃气为高纯氧气，纯度不小于99.75%。硫标样，纯度分别为：73.67μg/L，146.9μg/L，351.1μg/L(硫标样中硫是以氦气为底，羰基硫的形式存在)。

1.3样品分析

实验参数：裂解炉温1000℃, 进样口500℃, 氩气流量25mL/min, 裂解炉氧气300mL/min ，辅助氧气100mL/min，进样量20mL。

使用气体进样器进样，进样头插入仪器液体进样模块口中心位置，进样压力调到1bar,充分置换进样管线，待仪器响应值稳定后进样测量。

2　结果与 讨论

2.1标定工作曲线

使用浓度为73.67μg/L，146.9μg/L，351.1μg/L的硫标定样，在相同条件下分析，得到不同的响应值，标定曲线如图1。

图1　 硫含量测定曲线

由工作曲线得到硫浓度与响应值得线性关系Area=246.4+375.04X-0.0985X2,

相关系数r=

0.999982，说明在浓度范围内硫含量于其响应值线性关系良好。

2.2精密度和准确度的验证

在相同条件下测定3种硫标样，对每个标准样品 连续测定7次，结果如表1 。判定方法的准确度及精密度，结果如表2 。

实验证明:该方法测定硫含量重复性好，准确度高，相对标准偏差不大于2%，相对误差在±1%

2.3油田液化气硫含量测定

制定符合样品硫含量测定范围的标准曲线，待仪器稳定，测定不同硫含量的油田液化气，每个样品测定3次，结果见表3 。

表1　连续7次测定标样值

表2　硫含量测定的精密度和准确度的验证

表3　油田液化气硫含量测定结果

从表3测定结果可以得出，对于高硫含量的测定，该方法测量值的相对标准偏差均小于3%，测定硫含量越高，相对标准偏差大。

2.4测定硫的影响因素

(1)进样压力和样品温度对测量值得影响

油田液化气硫的测定采用气体进样方式，固定进样体积，在进样过程中主要考虑样品温度和进样压力对测量的影响。在进样过程中，样品低于标样标定温度时，测量值偏大，样品高于标样标定温度时，测量值偏小。当进样压力增大时，进入燃烧管单位体积的摩尔数增大，导致测量值偏大。在测定过程中，在气体进样器设定汽化温度90℃，进样压力为1bar,保持温度压力恒定。取回样品放置接近室温，减少外界影响因素。

(2)TS3000硫测定仪对测定的影响

样品进入燃烧管采用液体进样模块，要保证液体进样模块无残留，充分用氩气置换。气体样品进样过程中，不定期吹扫(purge)，不关钢瓶阀，长时间将样品与进样系统相连，造成进样系统超压，进样系统损坏，导致液体样品进入仪器，造成黑管。黑管后样品气燃烧不完全产生的烟炱会在附着在整个气路中，尤其是玻璃纤维膜，一旦污染就会吸附硫，影响测定结果。

(3)采取的样品本身的影响

油田液化气一般采用罐车的运输方式，采样之前罐车静止30分钟，使用钝化钢瓶(常用钢瓶吸附硫)，样品达到稳定后开始取样操作。由于罐车底部切断阀至取样口有一段链接管线，首先将取样口与排空管线连接，充分置换罐底部管线(3次以上)，再链接取样钢瓶(置换3次以上)采样，保证所采样品具有代表性。样品取回后，放置样品至室温，样品稳定后进行测定。采样的真实可靠直接关系到所测油田液化气硫含量的准确性。

3　结论

TS3000元素分析仪采用气体进样器，能够准确的控制气体的压力与温度，从而保证了复杂组分的油田液化气(含有水，有机杂质，聚合物等)完全汽化。该分析仪结构简单，易操作，分析速度快，曲线线性好。测定结果符合相对标准偏差小于5%，相对误差在±10%以内的标准要求。

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Determination of sulphur in liquefied petroleum gas by TS 3000 element analyzer.

Chen Xiaolong,Ren Guangbao

(TheCenterLaboratoryofEthylenePlantDushanziPetrochemicalCorporation,Dushanzi833699,China)

The result showed that the relative standard deviation was less than 5%, the relative error was±10%. The method is suitable for the determination of sulphur in oil field gas.

determination of sulphur; ultraviolet fluorescence;oil field gas

陈小龙,从事石油化工分析检验工作。

10.3936/j.issn.1001-232x.2016.05.005

2016-03-23