1.應(yīng)用范圍
本方法適用于原油和重質(zhì)石油產(chǎn)品中總氯含量的測(cè)定。方法的測(cè)量范圍為1mg/kg~0.5%;試樣中總氯含量<10 mg/kg時(shí),偏差小于1mg/kg;氯含量>10mg/kg時(shí),相對(duì)偏差小于5%。
2.方法概述
用載舟進(jìn)樣器將盛有試樣的石英舟送入石英裂解管,在高溫及富氧條件下,試樣中的氯元素轉(zhuǎn)化為HCl氣體;反應(yīng)氣經(jīng)濃H2SO4脫水后(某些國(guó)產(chǎn)儀器未設(shè)脫水器)由載氣帶入滴定池,Cl-離子與滴定池內(nèi)的Ag+離子反應(yīng)生成AgCl沉淀,致使Ag+離子的濃度降低;消耗的Ag+離子通過電解Ag補(bǔ)充,直至電解液中Ag+離子恢復(fù)到原始濃度。測(cè)量整個(gè)反應(yīng)過程消耗的電量,根據(jù)法拉第定律即可計(jì)算出試樣中氯含量。
3.儀器及試劑
3.1 微庫侖分析儀:由進(jìn)樣器、裂解反應(yīng)器、脫水器、滴定池、放大器及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等部分組成。其中滴定池系統(tǒng)主要由測(cè)量電極對(duì)、電解電極對(duì)和電解液構(gòu)成。
不同廠家的儀器,滴定池系統(tǒng)可能存在差異。國(guó)內(nèi)外代表性儀器的情況列舉如下:
a. 大部分國(guó)產(chǎn)微庫侖儀的情況
參考電極:Ag/Ag+(飽和)
指示電極:Pt片(Ag/AgCl)
電解陽極:Pt片(Ag)
電解陰極:Pt絲(H2)
電解液:70%冰醋酸
b. 美國(guó)熱電公司生產(chǎn)的ECS3000型微庫侖儀的情況
參考電極:Ag/AgCl(3MCl-的飽和AgCl溶液)
指示電極:Ag/AgCl
電解陽極:Ag
電解陰極:Pt絲(H2)
電解液:75%冰醋酸
c. 德國(guó)耶拿公司生產(chǎn)的EA3100型微庫侖儀的情況
復(fù)合電極
電解陽極:Ag絲
電解陰極:Pt絲(H2)
電解液:80%醋酸、0.3%醋酸鈉
3.2 試劑及材料
氬氣(高純)
氧氣(高純)
冰醋酸(分析純)
實(shí)驗(yàn)用水:二次蒸餾水或純凈水
重油氯含量標(biāo)準(zhǔn)樣品(石油化工科學(xué)研究院生產(chǎn))
4.試驗(yàn)準(zhǔn)備
正式測(cè)定樣品之前,需要進(jìn)行一系列的準(zhǔn)備工作,如:爐子升溫、處理滴定池、更換硫 酸、氣密性檢查、氣體流量調(diào)節(jié)、平衡儀器等。
4.1 打開儀器的總開關(guān),打開計(jì)算機(jī),啟動(dòng)儀器的控制軟件。
4.2 按要求設(shè)定爐溫參數(shù),令爐子升溫。
氣化段:850~1000℃
氧化段:850~1000℃
注意:若儀器條件允許,盡量使用較高爐溫,以保證樣品中各種氯的有效快速轉(zhuǎn)化。
4.3 處理滴定池:按儀器說明書要求進(jìn)行操作。
4.4 更換脫水器內(nèi)的濃硫 酸。
4.5 連接裂解管、脫水器、滴定池。接通氧氣和氬氣,按要求調(diào)解流量,并進(jìn)行氣密性檢查。
氬氣:50~150mL/min
氧氣:250~450mL/min
注意:氧氣流量的設(shè)定與儀器裂解管的結(jié)構(gòu)及進(jìn)樣量等有關(guān),以確保不生成積炭為依據(jù)。
4.6 待爐溫升至設(shè)定值后,按所用儀器要求設(shè)定微庫侖計(jì)及放大器的工作參數(shù),觀察基線的變化情況。
a.對(duì)于大部分國(guó)產(chǎn)儀器
偏壓:260~280mv
增益:一般為2400~2600
b.對(duì)于ECS3000型儀器
偏壓:-315mv
增益:10
4.7 待基線平穩(wěn)后,可開始測(cè)定標(biāo)樣或未知樣品。
5.儀器系統(tǒng)校準(zhǔn)
分析待測(cè)試樣前,需用與待測(cè)試樣氯含量相近的標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行儀器系統(tǒng)的檢查及校準(zhǔn)。正常情況下,標(biāo)樣的轉(zhuǎn)化率應(yīng)在90%以上。
5.1 選取一個(gè)與待測(cè)試樣氯含量相近的標(biāo)樣,稱取2~10mg(稱準(zhǔn)至0.01mg)標(biāo)樣于預(yù)先高溫?zé)齼舻氖⒅壑小?/span>
5.2 輸入標(biāo)樣氯含量及稱樣量,打開進(jìn)樣口密封蓋,將盛有標(biāo)樣的石英舟放入進(jìn)樣載舟中,加蓋密封,稍停數(shù)秒鐘以穩(wěn)定基線。按啟動(dòng)鍵開始測(cè)定,樣品舟被緩慢推至氣化段,樣品進(jìn)行氣化、燃燒,混合氣流出裂解管,脫水后進(jìn)入滴定池,Cl-離子與Ag+離子發(fā)生沉淀反應(yīng)。儀器自動(dòng)測(cè)量所消耗的電量并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
5.3 標(biāo)樣測(cè)定應(yīng)至少重復(fù)三次,取平均轉(zhuǎn)化率作為標(biāo)樣的轉(zhuǎn)化率。
6.未知樣品測(cè)定
6.1 按5.1、5.2節(jié)步驟進(jìn)行未知樣品的分折,儀器自動(dòng)顯示測(cè)定結(jié)果。
注意:取樣前,必須將實(shí)驗(yàn)室樣品充分混合均勻,以保證取樣的代表性。
6.2 連續(xù)試驗(yàn)過程中應(yīng)注意添加電解液,以補(bǔ)充電解液的損耗。必要時(shí)重新平衡儀器。
7. 關(guān)機(jī)操作
以下為ECS3000型微庫侖儀的關(guān)機(jī)步驟,其它儀器的關(guān)機(jī)步驟請(qǐng)參考相關(guān)說明書。
7.1 將爐溫設(shè)定為低溫(如:100℃),令爐子降溫。
7.2 停止滴定池?cái)嚢杵?,將放大器的增益參?shù)設(shè)定為0,斷開滴定池與脫水器的氣路。
7.3 更換滴定池的電解液。
7.4 放出脫水器的硫 酸,并轉(zhuǎn)移至廢硫 酸瓶中。
7.5 關(guān)閉氧氣好氬氣。
7.6 待爐溫降至300℃以下時(shí),關(guān)閉總電源。
8.精密度
氯含量<10mg/kg時(shí),二次平行測(cè)定結(jié)果之差小于1mg/kg;
氯含量>10mg/kg時(shí),二次平行測(cè)定結(jié)果的相對(duì)偏差在5%以內(nèi)。
9.分析時(shí)間
儀器穩(wěn)定后,單次樣品測(cè)定周期約10min。