硫氯測定方法的研究與探討

摘要：一個國家發(fā)達與否是與其石油化工的水平密切相關(guān)的。因此對于石油的加工、運輸使用都是我們需要關(guān)注的問題。作為復(fù)雜化合物，石油中含有大量其他物質(zhì)，這些物質(zhì)中就包含硫氯物質(zhì)，這些硫氯化合物、無機鹽對自然環(huán)境造成很大影響，在污染環(huán)境的同時，還可能因為含量導(dǎo)致中毒。因此對石油中硫氯含量的準(zhǔn)確測定就顯得尤為重要，精準(zhǔn)的測量可以幫助我們找到石油貯藏的問題以及下一步的加工方向。基于此，筆者將結(jié)合自己的工作經(jīng)驗來對石油中硫氯的測定存在的問題進行分析，并探討其解決之道，希望能有所裨益幫助我們更加快捷準(zhǔn)確的做到石油中硫氯含量的測定。

關(guān)鍵詞：硫氯含量;濃度測定;測前處理

中圖分類號：X742 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）12-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.12.057

Research and discussion on determination methods of sulfur and chlorine

Xu Weizhong

（Jiangsu Huaxia Inspection Co.，Ltd.，Suzhou Jiangsu 215600，China）

Abstract：Whether a country is developed or not is closely related to the level of petrochemical industry. Therefore， we need to pay attention to the oil processing， transportation and use.As a complex compound， petroleum contains a large number of other substances，including sulfur and chlorine substances.These sulfur and chlorine compounds and inorganic salts have a great impact on the natural environment.While polluting the environment， they may also lead to poisoning.Therefore， the accurate determination of sulfur and chlorine content in oil is particularly important.Accurate measurement can help us find the problem of oil storage and the next processing direction.Based on this，the author will combine his own work experience to analyze the problems existing in the determination of sulfur and chlorine in oil，and explore the solution， hoping to be helpful to help us more quickly and accurately determine the content of sulfur and chlorine in oil.

Key words：Sulfur and chlorine content;Concentration determination;Pre-test processing

石油，黑色黃金，地球之血。現(xiàn)代社會運行的基礎(chǔ)，無論是作為燃料還是作為化工原材料，石油用途都是十分廣泛的。我們使用的石油大多經(jīng)過催化裂化或是精餾，成分較為單一，但是作為石油最直接的來源，原油成分復(fù)雜，就包括了硫化物和氯化物。其中，原油中的氯化物有兩種存在方法，一種是有機氯，一種是無機氯。無機氯是伴隨原有產(chǎn)生，占主導(dǎo)。而有機氯則大多來自對石油的加工和運輸過程中外加試劑的帶入。這兩種物質(zhì)都可以使催化劑中毒，腐蝕運輸或是反應(yīng)設(shè)備，對石油化工產(chǎn)業(yè)帶來巨大的威脅，使得石油生產(chǎn)產(chǎn)生隱患和經(jīng)濟損失。常用的辦法是對石油進行電脫鹽技術(shù)，來保障將原油中無機鹽濃度控制在3mg/L以內(nèi)，即便如此，針對不同的用途，這些殘存的含氯代物依舊會對產(chǎn)業(yè)設(shè)備造成腐蝕和毒害。因此，如何依據(jù)不同用途來準(zhǔn)確測量石油原油中含氯無機鹽含量是十分重要的。

硫，作為一種活潑的元素，同樣存在于原油中，現(xiàn)在學(xué)科告訴我們硫元素可能來自石油形成過程中蛋白質(zhì)中的硫，又或者來自是原油周圍的含硫礦物質(zhì)。硫因為其活潑的化學(xué)性質(zhì)，在石油中有多種存在的形式，包括游離態(tài)的硫、硫化氫以及有機硫。國際上還因為硫含量對石油進行分類，將含硫2%以上的稱為高硫原油，在2%～0.5%之間的則是含硫石油，而低于0.5%的則是低硫油。因此對石油硫含量的測定將能直觀看出石油的品質(zhì)。準(zhǔn)確直觀的測定是很重要的。同時石油中的硫存在著較大的損毀，在生產(chǎn)生活中容易產(chǎn)生腐蝕物，如硫酸、亞硫酸、硫化鐵、硫酸鐵等腐蝕設(shè)備，也有可能因為含硫油的燃燒造成二氧化硫的排放形成酸雨和溫室效應(yīng)。基于這些危害，我們需要通過對原油中硫進行測定來保障生產(chǎn)的正常進行以及環(huán)境的保護。

無論是出于檢測石油品質(zhì)，還是直接測量石油中硫氯含量，都需要我們對硫氯測定過程進行討論思考。因此，筆者基于自己工作經(jīng)驗將對硫氯在石油中含量的測定存在的問題進行分析及解決。

1 檢測過程

在測定時我們使用微庫倫法，通過不同的指示劑與被測物反應(yīng)后，導(dǎo)致濃度降低使得測量電極感受到只是物質(zhì)的濃度發(fā)生改變，最后測出對應(yīng)物質(zhì)的濃度。例如在測定硫含量時，將石油樣品進行充分的燃燒氧化，使得石油中的硫全部轉(zhuǎn)換為二氧化硫，在將生成的二氧化硫?qū)牒械怆x子的滴定池發(fā)生如下反應(yīng)：

SO2+H2O+I3- =SO3+2H++3I-

這時候電解就會感受到負三價碘離子含量的下降，進而進行電解同時測出SO2含量，進而算出硫的含量。對氯的測定也是使用同樣的辦法，只是需要注意的是，我們要將有機氯進行裂解后導(dǎo)入，再和石油中的無機氯進行電解到出成為離子態(tài)的氯。再將氯離子導(dǎo)入含銀的滴定盤中，發(fā)生一下反應(yīng)：

Cl-+Ag+=AgCl

直接根據(jù)溶液中的銀離子濃度改變來確定石油中的含氯量。

通過對具體測量步驟的了解，我們發(fā)現(xiàn)我們會需要用到電解法，滴定等等，根據(jù)硫和氯的來源和化學(xué)性質(zhì)不同，他們有著不同的處理辦法，在對硫處理時，我們需要使得石油燃燒充分，避免部分游離態(tài)的硫以煙塵的方式進入滴定池中造成不良影響。同時，在氧化過程中，要使用合理的壓力和氧化措施，防止二氧化硫中本來就存在三氧化硫這種情況。在測定氯的時候，切記不可直接將電解產(chǎn)生的溶液進行測定，因為有機氯是無法被電解的，這就導(dǎo)致了對氯含量測定的偏小化，因此我們需要對有機氯進行催化裂化，將其轉(zhuǎn)換為無機氯，方便其與銀離子反應(yīng)，便于測量。

2 測量問題分析

當(dāng)對石油進行正確的處理和選擇之后，就需要注意實踐測定時的問題，有一些重要的問題會直接制約測量的準(zhǔn)確與正常的執(zhí)行。首先測定時最直接的問題有兩個，第一個就是在測定進行中偏壓不穩(wěn);第二個就是對于樣品檢測時標(biāo)樣的選擇。針對以上問題，我們發(fā)現(xiàn)：第一偏壓是指整個電路中某一點相對于基準(zhǔn)點的電位差。與實驗室理論中的理想狀況不同的是電解池的電壓會發(fā)生變化，這就導(dǎo)致了偏壓的不穩(wěn)定。而要想維護穩(wěn)定的偏壓，首先要確定的是電池原料的純度和穩(wěn)定，基于此，我們在比較了市面上多個產(chǎn)品后發(fā)現(xiàn)將娃哈哈集團生產(chǎn)的蒸餾水和南京化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)的優(yōu)級純的冰醋酸進行組合使用，能滿足測量所需的穩(wěn)定偏壓，并且能提供對基線的保障確保其不下降。同時，除了使用優(yōu)秀高品質(zhì)的冰醋酸和蒸餾水以外，對電解池的正確維護也是必不可少的，電解池的干凈和活性將會直接影響測定過程。經(jīng)過總結(jié)，我們發(fā)現(xiàn)的一套比較良好的處理辦法，是在電解池工作完成后，首先用自來水或是去污粉，除去電解池上的污漬，然后重鉻酸沖洗，浸泡，用來除去電極里可能產(chǎn)生的有機物和活性炭渣，最后再用蒸餾水沖洗干凈，并在合適環(huán)境下保存以確保電池的正確工作運轉(zhuǎn)。在取樣時，我們是不知道樣品中的硫氯濃度的，然而原油中的硫氯濃度可以說千差萬別，因此盲目的確立標(biāo)樣是錯誤的。在經(jīng)過反復(fù)實踐后，采用10mg/l來進行預(yù)測量，來對硫氯含量有個大致的評估，然后根據(jù)這個評估來確定待測樣品的最適標(biāo)樣濃度。這種方法雖然嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)，但是步驟復(fù)雜。另一種方法是直接將其稀釋后測量，這種方法適應(yīng)性強，且操作簡單。因此大多數(shù)情況下，使用后一種方法也是可行的。

3 其他測量辦法

以上是我們常用的測定方法，但是在不同情況下，我們還會存在別的測定方法，在什么情況下該使用何種技術(shù)方法是需要我們考慮的，下面主要簡述3種方法：

（1）燃燈法。該方法測試步驟為：在燈內(nèi)燃燒石油產(chǎn)品，產(chǎn)生的二氧化硫用硫酸鈉水溶液進行吸收;在過量的硫酸鈉溶液中加入鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液進行滴定，從而測得定值。樣品實際用量根據(jù)硫含量而定，一般情況下為1.5mL。此外，若樣品為柴油，則需要進行稀釋處理。

（2）X射線光譜法。該方法測試步驟為：在X射線束下，測定試樣中硫Ka（波長0.5375nm）的輻射強度;將測定結(jié)果與校正背景輻射強度（波長0.5190nm）相減得到靜強度，通過與校準(zhǔn)曲線進行對比得到相對應(yīng)的硫含量。若試樣中硫含量超過5%，則需要進行稀釋處理.該方法較為快捷，但是儀器設(shè)備笨重，且結(jié)果不準(zhǔn)確。

（3）氧彈法。該方法在測定重質(zhì)石油產(chǎn)品硫含總量時較為適用，比如：重質(zhì)燃料油、潤滑油等。其測量步驟為：在氧彈中燃燒試樣并由蒸餾水洗出;采用氯化鋇沉淀從而得到試樣了硫含量的測定值。該方法較為直接現(xiàn)象明顯，操作過程簡單沒有很大的操作難度。但是該方法只能測定含硫量較大的石油，否則現(xiàn)象不明顯，且測定結(jié)果不準(zhǔn)確。

以上3種方法可以作為微庫倫法的補充，在針對不同種類石油時，我們的測量選擇并不是只有一種，在滿足精度的情況下，我們可以更具時間情況來進行測量方法的準(zhǔn)備和選擇。當(dāng)然無論是采取什么方法，要確保測量儀器的準(zhǔn)確和準(zhǔn)備充分是十分有必要的。

4 結(jié)語

隨著石油行業(yè)的發(fā)展，各個方向?qū)τ谑徒M成越來越專一且精準(zhǔn)，在這種市場要求下越來越快捷準(zhǔn)確的硫氯測定方式勢必會應(yīng)運而生。在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，我們需要取其精華去其糟粕，仔細研究不同測量方式的技術(shù)細節(jié)，力圖找到針對不同情況下的合理測量體系。以筆者拙見所提出的方法各有優(yōu)劣，但是在原有的測量基礎(chǔ)上，筆者根據(jù)工作實踐，對其注意事項進行了概括，建立了完整的操作規(guī)范，能夠最大程度上確保測量的準(zhǔn)確進行。

參考文獻

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收稿日期：2020-10-20

作者簡介：徐偉忠（1968-），男，漢族，大學(xué)，高級工程師（化工工程），研究方向為海洋工程。