張方亮(平陸縣市場和質量監督管理局,山西 運城 044300)
SH/T0689-2000(紫外熒光法)和 GB/T11140-2008(波長色散X射線熒光光譜法)是現階段最常用的汽油中含硫量的檢測辦法,但由于多種因素的影響,使檢測結果經常與實際存在偏差,所以要針對影響因素進行不斷完善。
紫外熒光法是指將硫化物放在1050攝氏度的高溫富氧封閉環境中,使其所含硫元素轉化成SO2氣體,對生成的SO2氣體進行去水處理后進行紫外線照射,SO2氣體在吸收紫外線的能量后就會轉化成激發態,再對激發態SO2進行穩定處理,對穩定態的SO2進行發射熒光并由光電倍增管檢測,由此得到其中含硫量真實值。波長色散X射線熒光光譜法其主要原理就是利用單波長X熒光對含硫樣本進行直接照射,促使樣本中的K層電子產生逃逸現象,而此時P層電子將會取代原來K層電子的位置,在取代的過程中會發射出具有X特征的熒光,這時熒光相對復雜,所以要通過球面晶體對熒光進行分解,找到獨具硫元素特征的熒光,并對其進行針對性的計算,即可以獲得含硫量值[1]。
選取固定的硫標樣,利用紫外熒光分析儀和單波長X射線熒光定硫儀對不同裂解溫度下的硫標樣回收率進行檢測,可以發現當裂解溫度控制在900度至1000度之間的情況下,標樣的回收率呈現出不斷增加的趨勢,而且逐漸向100%靠近,也就是說它逐漸接近于真實,但始終未變成100%,也就是說在此裂解溫度下,標樣仍然有沒有形成SO2氣體的硫元素存在,而且溫度越低,其未轉化的硫元素越多;當將裂解溫度控制在1000度至1050度時,其標樣回收率已經無限接近100%,也就是說在此裂解溫度下有機硫基本上可以完全燃燒,以SO2氣體的形式分離出標樣;如果繼續提升裂解溫度會發現標樣回收率又呈現出下降的趨勢,這是由于溫度過高,SO2轉化成了SO3超出紫外熒光法的檢測范圍,所以在進行汽油含硫量檢測過程中要注意對裂解溫度的控制,過高或過低都會影響檢測結果[2]。
裂解氣與載氣流量對汽油中含硫量檢測也有直接的影響,裂解氣主要指氧氣,氧氣過多會使正常生成的SO2轉化成了SO3使硫含量檢測結果偏小,而氧氣流量過少,又會使硫元素氧化不充分形成積碳,同樣使檢測結果比正常硫含量?。欢d氣主要指氬氣,氬氣流量小硫元素就會以非常快的速度直接轉化成SO3,使檢測結果同樣小于真實的硫含量,而氬氣流量過大就會使檢測結果受到氣流影響而變得不穩定,無法正常讀取硫含量值,檢測也就失去了意義,所以在進行硫含量檢測的過程中要對所需氧氣及氬氣的量有準確的把握,要經過科學的計算、應用相對封閉的裝置,避免空氣混入裂解氣與載氣中。
在保證以上三種影響因素固定不變的情況下,觀察進樣量對汽油含硫量檢測的影響,可以發現,100進50與50進20的進樣量在紫外熒光法下25mg/L的硫標樣更加接近于真實,而10進4和20進7.5其檢測結果相對就缺乏真實性,而對于50mg/L的硫標樣只有50進20的進樣量情況下檢測結果接近真實,在波長色散X射線熒光光譜法下25mg/L的硫標樣一直無法接近真實,而50mg/L的硫標樣在50進20的情況下仍可以無限接近真實,由此可見波長色散X射線熒光光譜法只適合濃度較高的硫標樣以大進樣量的形式檢測,而紫外熒光法相對應用可放寬,在應用的過程中對含硫量較低的樣品可以適當的加大進樣量,而對含硫量低的樣品則要較少進樣量[3]。
選取濃度為25mg/L和40mg/L的硫標樣進行檢測(國家現行國Ⅳ標準為每克汽油含硫量不超過0.005克),分別選取0-30-50和0-50-100兩種標準曲線進行實驗觀察,可以發現在紫外熒光法下0-50-100標準曲線里25mg/L和40mg/L的硫標樣真實性都比較差,而0-30-50標準曲線里兩者都可以無限接近于真實,在波長色散X射線熒光光譜法中實驗結果亦然,由此可見在進行含硫量測驗的過程中不論用哪一種方法,都應該將標準曲線設定在0-30-50。
除此之外,隨著對含硫量檢測影響因素的不斷探究,更多的影響因素被發現,例如進樣量速度、堿性氮等,要想實現檢測結果無限接近于真實,仍然需要不斷的深化研究。
通過上述分析發現,SH/T0689-2000與GB/T11140-2008對于汽油中含硫量檢測具有切實的作用,但由于國Ⅳ、國Ⅴ汽油標準相對嚴格,GB/T11140-2008更符合含硫量檢測需求,SH/T0689-2000在應用過程中要格外注意相關因素的影響,進行有針對性的控制。
[1]王宏,張俊晟,田永宏.汽油質量升級硫含量檢測影響因素及解決方法探討[J].中外能源,2014,03(15):37-39.
[2]呂冬冬,聞云,邊暉.苯胺類化合物對紫外熒光法檢測汽油中硫的干擾影響研究[J].廣東化工,2014,12(30):107-109.
[3]錢溢.催化汽油脫硫技術的工業應用[D].上海:華東理工大學,2012.