轻质石油产品硫含量测试方法研究分析

寿佳菲 王林山

天津华测检测认证有限公司 天津 300399

在石油化工行业持续发展的背景下如何精准地测定轻质石油产品中的硫含量是关系到石油产品质量的一个关键。经过一段时间的研究发展发现，库仑分析在石油化学检测工作中起着十分重要的作用，特别是微库仑的分析更能够提升轻质石油产品硫含量检测的精准度。

1 轻质石油产品硫含量常见的测试方法

1.1 燃灯法

燃灯法是将一定比例和数量的汽油样品进行燃烧处理，对于燃烧过程中产生的二氧化硫会使用3%比例的氯化钠溶液来吸收，在吸收完成之后使用盐酸标准溶液滴定剩下的氯化钠，经过一系列的计算得到总体硫元素的含量。但是这类操作消时较长、对检验人员的个人要求较高，推广有限。

1.2 微库仑分析方法

微库仑分析方法是低硫样品检测中的常用方式，具备检出下限低、检测结果准确的特点。这类检测方式的实验原理如下：样品中的硫元素会在裂解管中和氧气产生反应，形成二氧化硫，之后在电解池中和I3发生离子反应，最后通过法拉第定律计算出硫的总体含量。微库仑分析仪由于每次在分析之前均要标定转化率，使用起来较为烦琐，会存在重现性较差的情况。

1.3 紫外荧光检测分析方法

在检测的时候样品会直接进入到裂解管中，在富氧检测的过程中会被氧化成二氧化硫，样品燃烧形成的气体在去掉水分之后被紫外线光照射，二氧化硫在吸收紫外线光之后转变为激发态的二氧化硫，在这类物质稳定之后发射荧光，使用光电倍增管按照特定波长检测要求接收光线，之后经过轻微电流放大器放大处理，获得精准的数据[1]。

1.4 能量色散X射线荧光光谱分析方式

这种方式的应用原理是将试样样品放置在X射线中，测定波长在0.5335nm左右，在测试样品的辐射强度之后，将数值和0.5190的背景辐射强度做减法，最终会获得辐射净强度。这类检测方式具有一体化、可连续测试、不需要额外使用化学试剂、分析操作简单、分析快速的特点。

1.5 气相色谱分析方法

此法是在硫元素化合物在含有氢气的火焰中燃烧的时候会形成激发态的S2，在回归到基本状态的时候会产生特征光。硫化物光谱潜在波长范围在300nm到450nm之间，最大波长在394nm左右，发射光的强度等同于S2的分子，检测呈现出非线性的状态。含硫化合物在富氢火焰中燃烧二氧化硫，二氧化硫送至反应池后于臭氧反应生成激发态的SO2，衰变回基态后发出蓝色光谱，根据光的强度得到含硫化合物的含量。此法分析汽油中总硫技术仍处于研究和探讨阶段。

2 基于微库仑分析法的轻质石油产品中的微量总硫含量测定实验

2.1 仪器设备的准备

测试仪器选择LC-4微库仑仪、记录器、电磁搅拌器、自动进样器、滴定池、裂解管、裂解炉、小型加热炉、10ml的注射器。实验试剂需要二次蒸馏水、标准的硫元素样品。在试验的过程中还需要按照以下的标准配置电解液：在1L的蒸馏水中加入0.4ml的冰醋酸和0.5g的碘化钾。

2.2 试验条件分析

试验操作中每分钟产生60ml的反应气、160ml的载气，燃烧时装置内部的温度为900摄氏度，吸附剂的温度在40摄氏度左右。试验终点电压为125mv。

2.3 试验检测方法

将准备好的样品放入到裂解管的内部，将样品和氧气混合在一起进行燃烧，样品中的硫会转变为二氧化硫，这些载气会被带入到滴定池，和池塘中的I3发生反应，降低I3中的浓度，在这个过程中还会将变化的信号输送到微库仑放大器。放大器在输出一个对应电压电解电极的时候在阳极就会产生氧化反应[2]。

3 基于微库仑分析法的轻质石油产品中的微量总硫含量测定结果分析

3.1 不适用低硫吸附剂对样品实施检测

在选择好确定浓度的标准样品后在不适用低硫吸附剂的情况下对样品进行测试，测试的过程中会出现负峰的现象，具体测定结果如表1所示。在使用碘作为基本滴定试剂时，样品中的氮化物元素会对检测结果产生干扰。氯化物可以在一定的条件下氧化为氧化氮，并和卤化物发生反应生成卤素。这些物质都能够氧化电解液中的碘离子。

表1 不适用吸附剂时样品的测试结果

3.2 使用低硫吸附剂测定样品

选择已经确定浓度的标准样品来使用低硫吸附剂进行检测，吸附剂的装填长度在2cm到4cm之间，装填好之后在120摄氏度的环境中活化半个多小时，在温度降低到40摄氏度的时候完成测试。测试结果显示在使用吸附剂之后样品没有再出现负峰，变化趋于稳定。最终证明，吸附剂能够有效过滤裂解气，去除样品中卤素、氮化物对硫测定的干扰[3]。

3.3 反应气和载气的影响分析

经过文献分析研究，如果反应气不纯会导致空白数值提高，并将其线噪音扩大，最终导致气体检测的回收率和灵敏度比较低。在试验操作的时候曾经选择了普通的氧气测试，但是总体回收率低于80%。在使用高纯度的氧气之后回收率提高到90%到110%。在实验操作中我们还发现载气的纯度越高，最终达到的测试结果越准确。

3.4 精密度的分析

精密度测试分析如表2所示，重复测试结果的最大偏差数值为每ul0.05ng，基本上可以满足石油化工行业的检测要求。

表2 精准度测试分析表

3.5 精准度的考察分析

使用异辛烷和硫元素样品混合开展试验分析，统计分析试验数据，最终发现使用吸附剂之后，各个不同类型硫元素含量的样品回收率达到了九成以上，充分验证了这类检测方式的可行性[4]。

4 结束语

综上所述，汽油中的总硫含量是一项非常重要的指标，在环保问题日益突出的背景下国IV汽油标准的总硫要求降低到了50ppm，这对检测分析手段提出了更高的要求。目前应用最普遍的是实用的微库仑综合分析方法和简便准确地紫外荧光分析方法文章采用LC-4微库仑检测仪器设备对轻质石油产品的微量元素质量进行测定，和以往的测试相比显出良好的测试性能、灵敏度和准确度，能够为石油化工产品的生产提供重要支持。