汽油硫含量檢測影響因素探討

苗春雨， 張金霞

(中國石油北京銷售公司，北京 100101)

汽油硫含量檢測影響因素探討

苗春雨， 張金霞

(中國石油北京銷售公司，北京 100101)

選擇SH/T 0689-2000 輕質(zhì)烴及發(fā)動(dòng)機(jī)燃料和其他油品的總硫含量測定法(紫外熒光法)作為測定依據(jù)進(jìn)行檢測實(shí)驗(yàn)，對(duì)各種影響汽油硫含量檢測結(jié)果的因素進(jìn)行分析。結(jié)果表明，當(dāng)裂解溫度在1000～1050℃之間時(shí)，標(biāo)樣測量結(jié)果接近真實(shí)值； 裂解氧氣及載氣氬氣流量過大或過小，將導(dǎo)致檢測結(jié)果偏離真實(shí)值；不同濃度的樣品，其進(jìn)樣量的多少直接影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，對(duì)硫含量低的樣品可適當(dāng)加大進(jìn)樣量，而硫含量高的樣品應(yīng)適當(dāng)減小進(jìn)樣量，同時(shí)進(jìn)樣速度的快與慢也會(huì)影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性；標(biāo)準(zhǔn)曲線的選取會(huì)影響測量結(jié)果準(zhǔn)確性，當(dāng)硫含量低于40mg/L時(shí)應(yīng)選擇標(biāo)準(zhǔn)曲線0-30-50；當(dāng)硫含量低于10mg/L時(shí)應(yīng)選擇標(biāo)準(zhǔn)曲線0-5-10。

硫含量檢測； 紫外熒光法； 影響因素

隨著國家可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的確立和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)汽油品質(zhì)的要求日益提高。降低車用燃料中的硫含量是全球車用燃料品質(zhì)提高的一個(gè)主要標(biāo)志，這主要是由于燃油中硫的存在，會(huì)對(duì)車輛凈化器造成毒害，從而降低凈化器轉(zhuǎn)化效率，無法達(dá)到減排的目標(biāo)。北京市2012年5月31日全面實(shí)施的京Ⅴ汽柴油標(biāo)準(zhǔn)，硫含量指標(biāo)限值由京Ⅳ的50mg/L降為10mg/L。目前，全國范圍內(nèi)逐步開始執(zhí)行國V標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)比國Ⅲ、國Ⅳ、國Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)不難發(fā)現(xiàn)，對(duì)硫含量的限制越來越嚴(yán)格，由150mg/L-50mg/L-10mg/L逐步遞減。如何快速、準(zhǔn)確地檢測汽油及各種添加劑的硫含量受到了廣泛關(guān)注。作為硫含量檢測的常用方法，SH/T 0689-2000《輕質(zhì)烴及發(fā)動(dòng)機(jī)燃料和其他油品的總硫含量測定法(紫外熒光法)》具有操作簡便、分析速度快、測量范圍廣等特點(diǎn),在社會(huì)上得到廣泛應(yīng)用。在檢測過程中，由于受到各種因素的影響，通常會(huì)造成測量結(jié)果不準(zhǔn)確。針對(duì)這一情況，我進(jìn)行了大量的檢測實(shí)驗(yàn)，對(duì)各種影響因素進(jìn)行詳細(xì)研究。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器

實(shí)驗(yàn)所用試劑為中國石化石油化工科學(xué)研究院產(chǎn)的硫標(biāo)樣。實(shí)驗(yàn)所用儀器為姜堰高科ZDS-2000型熒光硫測定儀。

1.2 實(shí)驗(yàn)原理

紫外熒光法測硫含量原理：樣品直接進(jìn)入裂解管或進(jìn)樣舟中，由進(jìn)樣器將樣品送至高溫燃燒管。在高溫富氧條件下，樣品中的硫被氧化為二氧化硫(SO2)，樣品燃燒生成的氣體在除去水后被紫外光照射，二氧化硫(SO2)吸收紫外光的能量，轉(zhuǎn)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)的二氧化硫(SO2*)。當(dāng)激發(fā)態(tài)的二氧化硫(SO2*)返回到穩(wěn)定態(tài)的二氧化硫(SO2)時(shí)發(fā)射熒光，并由光電倍增管按特定波長檢測接收，發(fā)射的熒光對(duì)于硫來講完全是特定的并且與原樣品中的硫含量成正比，由所得信號(hào)值計(jì)算出樣品中的總硫含量。

2 硫含量檢測影響因素探討

下列實(shí)驗(yàn)通過對(duì)比不同條件下的標(biāo)樣真實(shí)檢測結(jié)果，分析各因素對(duì)硫含量測定結(jié)果的影響，所得的標(biāo)樣檢測結(jié)果均為在相同條件下5次平行實(shí)驗(yàn)的平均值。

2.1 裂解溫度對(duì)檢測結(jié)果的影響

在不同裂解溫度下，用ZDS-2000型熒光硫測定儀測定5mg/L、10mg/L、30mg/L、50mg/L 硫標(biāo)樣的硫含量，測定結(jié)果見表1。

表1 裂解溫度對(duì)測量結(jié)果的影響

從表1 可以看出，當(dāng)裂解溫度在900～1000℃之間時(shí)，隨著溫度的升高，標(biāo)樣硫含量測定結(jié)果逐漸接近真值。這是因?yàn)闇囟容^低時(shí)樣品中的有機(jī)硫燃燒不充分，不利于SO2的生成，從而導(dǎo)致測量值低于真實(shí)值，且溫度越低，其偏離真實(shí)值的程度越大。當(dāng)裂解溫度在1000～1050℃之間時(shí)，測量結(jié)果近似真值。由此可見，在該溫度范圍內(nèi)，有機(jī)硫能完全燃燒，全部轉(zhuǎn)化為SO2。繼續(xù)升高裂解溫度，標(biāo)樣測定值偏離真值，這是因?yàn)樵谶^高的溫度下，一部分SO2被氧化成SO3，而熒光光譜法只能檢測SO2的信號(hào)。

2.2 裂解氣與載氣流量對(duì)檢測結(jié)果的影響

確定合適的裂解氧氣及載氣(氬氣)流量在硫含量檢測過程中至關(guān)重要，裂解氧氣及載氣(氬氣)流量過大或過小，都會(huì)導(dǎo)致檢測結(jié)果偏離真實(shí)值。裂解氧氣流量過小不利于樣品氧化，易形成積炭，會(huì)使檢測顯示結(jié)果偏小；流量過大時(shí)則易生成SO3，同樣會(huì)使檢測顯示結(jié)果偏小。載氣流量過小可能會(huì)使硫過快氧化生成SO3，使檢測結(jié)果較真實(shí)值低；流量過大也會(huì)影響檢測結(jié)果的顯示值。裂解氧氣流量調(diào)至480～500mL/min、載氣氬氣流量調(diào)至100mL/min較為合適。

2.3 進(jìn)樣量和進(jìn)樣速度對(duì)檢測結(jié)果的影響

在裂解溫度、裂解氣流量、載氣流量相同的條件下，測定不同濃度的標(biāo)樣在不同進(jìn)樣量時(shí)的顯示值，結(jié)果見表2。

表2 進(jìn)樣量對(duì)測量結(jié)果的影響

從表2可以看出，不同濃度的樣品，其進(jìn)樣量的多少會(huì)直接影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。對(duì)于5mg/L 的樣品，選擇50進(jìn)20、100進(jìn)50的進(jìn)樣量，檢測結(jié)果均較接近真實(shí)值，進(jìn)樣量過低則檢測結(jié)果低于真實(shí)值； 對(duì)于50mg/L的樣品，選擇50進(jìn)20的進(jìn)樣量檢測結(jié)果較接近真實(shí)值，進(jìn)樣量過高或過低檢測結(jié)果準(zhǔn)確性下降。

因此，對(duì)硫含量低的樣品可適當(dāng)加大進(jìn)樣量，而硫含量高的樣品應(yīng)適當(dāng)減小進(jìn)樣量，以便樣品能充分燃燒，減少積炭生成量。

進(jìn)樣速度的快慢同樣會(huì)影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，進(jìn)樣過快樣品中的硫燃燒不充分，檢測結(jié)果偏低；進(jìn)樣過慢則會(huì)造成積分峰的拖尾現(xiàn)象，同樣會(huì)使測量結(jié)果不準(zhǔn)確。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的選取對(duì)檢測結(jié)果的影響

國Ⅳ汽油標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定硫含量不高于50mg/L，故選擇濃度30mg/L和40mg/L 的標(biāo)樣， 選取0-50-100和0-30-50 兩種標(biāo)準(zhǔn)曲線做檢測，國Ⅴ、京Ⅴ汽油標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定硫含量不高于10mg/L，故選擇濃度5mg/L 和10mg/L 的標(biāo)樣，選取0-30-50和0-5-10兩種標(biāo)準(zhǔn)曲線做檢測，結(jié)果見表3。

表3 標(biāo)準(zhǔn)曲線選取對(duì)測量結(jié)果的影響

可以看出，當(dāng)硫含量低于40mg/L時(shí)應(yīng)選擇曲線0-30-50；當(dāng)硫含量低于10mg/L時(shí)應(yīng)選擇曲線0-5-10，從而使待測樣品的硫含量既在該范圍內(nèi)，又不至于范圍過寬，造成測量結(jié)果偏低。

3 結(jié)論

SH/T 0689-2000《輕質(zhì)烴及發(fā)動(dòng)機(jī)燃料和其他油品的總硫含量測定法(紫外熒光法)》是硫含量檢測的仲裁方法， 因設(shè)備操作條件：裂解溫度、裂解氣流量和載氣流量、進(jìn)樣量和進(jìn)樣速度、標(biāo)準(zhǔn)曲線的選取等對(duì)汽油的硫含量檢測結(jié)果有較大影響，隨著油品質(zhì)量的升級(jí)，在實(shí)際檢測中應(yīng)逐步探索適應(yīng)不同廠家儀器的操作條件，以獲得準(zhǔn)確的汽油硫含量檢測結(jié)果。

(本文文獻(xiàn)格式：苗春雨， 張金霞 .汽油硫含量檢測影響因素探討[J].山東化工，2016，45(14)：67，69)

2016-05-12

苗春雨( 1983—)，吉林人 ,主要從事工程管理、招投標(biāo)管理、油品質(zhì)量檢測等工作。

TE626.21

A

1008-021X(2016)14-0067-01