焦炉煤气中硫化氢的气相色谱法测定

昝美英

摘 要：对焦炉煤气中硫化氢含量的测定是焦化检化验的重要内容，目前，许多焦化企业都采用气相色谱来测定硫化氢含量，取得了较理想的检测效果。该法具有操作简便，检验效率高，受其他物质干扰小的特点，可较为快速和准确地测定焦炉煤气的硫化氢含量数据，从而为焦化企业的安全清洁生产提供科学的参考和指导。本文对焦炉煤气中硫化氢含量的气相色谱法测定进行了探讨。

关键词：焦炉煤气;硫化氢;气相色谱法;含量测定

气相色谱法是当前焦化企业测定煤气硫化氢含量的常用方法之一，通过实践观察发现，相比于传统的碘量法等，气相色谱法在检测效率和准确性方面具有明显的优势，是一种值得推广应用的硫化氢测定方法。

1 气相色谱法检测的基本原理

气相色谱检测的基本原理是利用待测样品吸附或溶解能力不同，来对待测样品进行定性和定量分析。气相色谱系统由盛在管柱内的吸附剂组成，将待分析样品从管柱一端加入后，不同的硫化物样品组分由于吸附能力的不同，经过色谱分离柱进入吸附剂和检测器（FPD）的时间也会有不同。吸附能力强，分配系数小的组分能较快地从色谱柱末端流出，而吸附能力强的组分则相对流出较慢，因而也在记录仪上留下了不同保留时间的色谱图。因为硫的浓度与硫化物相应时间成正比，据此则可对各待分析硫化物的色谱峰的大小，在预先做好双对数校正曲线上找出相应的硫浓度，从而对硫化物进行定量分析，确定其含量。

2 实验部分

2.1 测量仪器基本参数

氢火焰离子化检测器（FID）检测限Mt<2×10-11/sec（n-C16）;检测器箱汽化室控温范围：室温～350℃;微电流放大器灵敏度：0.5×10-11A FS/1mv6、热导检测器（TCD）灵敏度：S≥2500mv.mL/mg（n-C16）;色谱柱恒温箱温度范围：室温+30℃～300℃;色谱工作站：色谱柱长3m，为内径3mm不锈钢制，固定相为GDX403。

2.2 试剂

硫化氢标准气体，浓度分别为1.2g/m3和4.8g/m3。

2.3 样品的检验测定

①固定相的选择。硫化氢为酸性气体，由于固定相GDX系列对于酸性气体具有较好的分离效果，因而选择GDX403做为试验的固定相;

②色谱检测操作条件的设定。汽化温度的选择，气相色谱汽化温度取决于待测试样的挥发性、沸点、高温稳定性等因素，根据硫化氢气体的特点，设定汽化温度为230℃;FPD检测器温度的设定为220℃，通过对比实验，该温度下检测器对硫化物检测具有较高的灵敏性;柱温选择100℃;载气流量20mL/min，压强35kPa;空气压强50kPa，进样气量1mL;

③样品的采集测定。待测气体采集使用注射器到煤气管网进行现场采集，采集量为100mL。直接注入20mL样品进行测定。

3 测定结果分析

3.1 气相色谱法测定的准确度

在优化色谱条件下，采用对硫化氢加入一定量标准气体的回收实验对该方法的准确度进行检验，方法准确度为98%～101%。

3.2 精密度实验

以焦炉煤气出口现场的取样样品和6次测定标准样品进行方法的精密度实验，得到标准偏差S为2.1%，相对标准偏差RSD为1.7%，表明精密度理想，数据重现程度良好。

3.3 对比实验

为比较气相色谱法与传统的化学碘量法测定的差异，我们做了多组的对比实验。实验结果显示，碘量法相比气相色谱法的测定结果略高，最大误差为0.25g/m3;在测定高浓度硫化氢气体时，两种方法中测定结果一致;但在现场采集的较低浓度的硫化氢气体测定中，标样的误差都比较小，最大误差为0.03g/m3，说明煤气中存在干扰物质，使碘量法测定结果的准确性受到影响。通过对比实验发现，对较低浓度的硫化氢气体检验，气相色谱法的准确率更高。

4 测定结果判定

通过对现场焦炉煤气的检验，发现其主要成分为氢气和甲烷，此外还有一氧化碳、氮气和少量的硫化氢。分别采用气相色谱法和碘量法，对一定含量的标准气体进行测定，发现二氧化硫对碘量法的测定结果影响较大，测定值波动较大，其原因主要与二氧化硫与碘量法中的锌离子反应生成亚硫酸锌沉淀有关，导致测定值普遍偏高，且受二氧化硫含量影响较大。而气相色谱法的测定值则不受此因素干扰，测定结果更为准确。由于焦炉煤气中的成分比较复杂，碘量法的干扰因素太多，且硫化氢含量相对减少，因此在测定焦炉煤气硫化氢含量时，气相色谱法要更优于化学法。

5 气相色谱法检测操作的注意事项

一是要严格控制FPD检测器的温度和时间，保证温度升高至100℃以上时，时间超过一小时，以确保氢焰的点燃;恒温室温度控制不得超过色谱柱最高温度，以避免色谱柱的变质和检测器的污染。为提高检测的适用性和准确性，针对低浓度样品测定，可采取提高仪器操作条件，提高高压的办法;而对于高浓度样品测定，可取一定体积待测样品与空气混合稀释后测定。

参考文献：

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