关于天然气中硫化氢含量测定方法的研究

关于天然气中硫化氢含量测定方法的研究

赵乐鹏

中海沥青股份有限公司   山东省滨州市    256600

摘要：根据分析原理,天然气中硫化氢的测定分为物理方法和化学方法。本文介绍了分析原理,各种方法的优缺点,以及我国硫化氢研究的现状和未来发展的定义。

关键词：硫化氢；检测

目前,各种H2S检测方法,根据分析原理,主要分为化学和物理两大类。由于这些测试方法具有不同的测试原理,测量范围和测试精度,因此进行研究这些测试方法,以确定适合不同情况的H2S测试方法。

一、化学法

根据H2S的化学性质,通过H2S的吸收和化学反应,在一定条件下进行相应的测定以确定H2S。

1.碘量法。是化学和冶金工业中广泛使用的碘量分析方法，碘量法是测定天然气H2S的标准。该工艺具有广泛的检测范围,可以检测0-100%的H2S气体浓度。其原理是通过锌(AC)2溶液吸收样品以形成在弱酸性条件下产生I2的ZnS沉积区,其中多余的I2含有可以检测H2S含量的Na2S2O3溶液。反应的基本公式如下。

H2S+ZnAc2=ZnS+2HAc（1）

ZnS+I2=ZnI2+S（2）

I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI（3）

起方法复杂,但影响结果准确性的因素很多:(1)溶液中存在挥发性成分,Na2S2O3易降解,易出错。当每个测量值都可用时,工作量会增加,但也需要进行调整。(2)不宜过快通气速度。否则,H2S不会被完全吸收,偏小测量结果。吸收瓶容易产生沉淀残存,难以清洁并导致故障,因此偏小结果;（3）i2和蓝色成分的形成可能会影响分析结果,最终终点可能错过滴定。（4）不要摇头滴定前期,以避免I2的蒸发。在终点附近增加振动速度,使溶液混合良好,但过多的Na2S2O3测量过低。由于该方法的分析是手动进行的,因此需要一些限制和偏差来确定H2S。测量范围广,不需要昂贵的设备,具有很大的实用价值。考虑样品流量,总体积和标准溶液的拟合,以及分析中使用的HAC淀粉指示剂。

2.汞量法。也是传统的H2S测定方法,其原理是样品溶液被Hg2、KOH吸收,与Hg2+、S2-反应得到硫化汞,过多的Hg2+和双硫腙反应中形成红色化合物,反应的基本公式如下:

H2S+2KOH=K2S+2H2O（4）

Hg2++S2-=HgS↓（5）

其过程比较少见,其应用是Hg的表观毒性是限制原因,双硫腙在空气中容易氧化,必须储存在棕色瓶中。不要通气太快,以免H2S被吸收。

3.亚甲基蓝比色法。是净化天然气中H2S的传统定量方法。原理是气体样品中的H2S被Cd(oh)2溶液吸收,沉淀CdS形成,在弱酸性下,CdS与氨基二甲基苯胺溶液,并且FeCl3产生甲基。范围为0.1至23mg-3,仅用于测定低H2S值。对于天然气的出口没有区别,乙酸锌、锌氨络盐和碱性的Cr[oh]3聚苯乙烯三种常用的吸收剂。

4.醋酸铅反应速度。也是测定H2S的常用方法,但测量范围较窄,剂量在0.1～23mg3左右,稀释后H2S的检测范围可扩大到100%。原理是当气体样品以一定的流量加湿时,当纸带的流量浸入Pb(AC)2时,H2S和Pb(AC)2反应生成PbS,其中PbS为棕色,反应速度和颜色变化速度与H2S浓度成正比。因此,该装置用于确定样品点的平均强度和H2S的量相对于已知标准样品的浓度。

5.色谱法。随着科学进步,有许多高科技的测量方法。原理是,由于吸附性间,记录仪具有不同的色谱峰,以便在不同物质进入柱子时测量H2S。色谱的精度不仅可以用于分析H2S浓度,还可以用于分析有机硫含量,这通常只能在专项分析。

二、物理法

基于H2S的物理特性,应用物理原理来确定H2S,包括光谱和激光方法。

1.光谱法。是一种基于电子转化为分子的光谱吸收方法，当物质与光接触时,这些分子接触光并将能量从光子传递到分子。因此,稳定的基础状态可以转化为高能、高激发的不稳定状态,而H2S由于分子、结构和定量能的不同而具有特异性。这是因为不同的分子吸收不同波长的光谱,而紫外吸收利用最佳气体定律、假设定律和贝拉-兰伯特定律来计算H2S浓度。试验结果表明,该方法可以随时存储混合气体浓度,精度高,操作简便,节省时间,操作简便。这是一种简单而可靠的测试方法。H2S的质量取决于近红外吸收光谱,有效地解决了常规检测方法中有害气体与有毒传感器之间的干扰问题。这种方法在实际应用中很有用,因为使用LED作为光源可以降低检查成本。结果表明,检测技术的灵敏度为10×10-6,控制误差小于2%,稳定性高,H2S气体浓度由紫外吸收光谱法测定,并在室温下进行光谱分析,计算得到H2S标准吸收截面H2S浓度。直接分析用于计算最大标准偏差小于4%的测量值的反转,这表明可以直接在线测量和监测H2S浓度。检测范围广,与杂质接触少,分析结果准确。由于光能检测和环保,未来有很大的发展空间。但与色谱法相似缺点,设备昂贵,专业的工作方法仅适用于科研机构和专业检测设备。

2.激光法。当硫产生物质并被红外光谱吸收时,激光开始检测H2S的浓度。其原理是,当半导体激光通过气体检测管时,激光束的能量被检测气体的分子吸收和衰减,而检测气体的激光强度与检测气体的浓度成正比,即检测气体的浓度。该技术具有响应速度快,应用范围广,精度高,可靠性好,维护少等优点。

3.硫化氢传感器。这种方法可以看作是综合应用物理和化学规律,变色原理的H2S与醋酸铅,结合试纸和反应电路,增加仪器和自动报警,以检测H2S的体积。该设备持续捕获H2S的质量百分比,并在警报超过一定范围(>10-6)时自动检测报警。

确定H2S浓度的方法有很多,每种方法都有其优缺点,在应用中必须根据实际情况和环境选择正确的方法才能达到效率。

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