(陜西延長中煤榆林能源化工有限公司 質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，榆林 718500 )

工藝氣中含有二氧化硫，對裝置腐蝕比較嚴(yán)重，準(zhǔn)確的分析數(shù)據(jù)對工藝參數(shù)的調(diào)整至關(guān)重要[1]。但是工藝氣的水分比較大，用常規(guī)的GDX 502、Porapak Q的高分子小球填充分析[2]，水分與二氧化硫無法完全分離，并且水峰拖尾比較大影響二氧化硫峰形，造成二氧化硫分析結(jié)果不準(zhǔn)確[3]。

本實驗采用氣相色譜毛細(xì)管法分析工藝氣中二氧化硫，其中毛細(xì)柱采用PLOT Q(填料為聚苯乙烯-二乙烯基苯)，檢測器采用熱導(dǎo)池檢測器(TCD檢測器)進(jìn)行實驗，從而得到了滿意的結(jié)果。

1 儀器試劑

Agilent 7820A氣相色譜儀，配有熱導(dǎo)池檢測器(TCD檢測器)，六通閥、閥的管線和定量管都由廠商進(jìn)行了防吸附處理；硫化物鋼瓶標(biāo)準(zhǔn)氣(大連大特氣體有限公司)；聚四氟內(nèi)襯采氣袋(大連海德)；載氣(高純氫)(大連大特氣體有限公司)。

2 實驗

2.1 色譜分析條件(表1)

表1 色譜分析條件

2.2 樣品分析

采用閥進(jìn)樣，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)氣體和樣品分析，建立相應(yīng)校正表，根據(jù)峰高比值和標(biāo)氣的濃度計算出樣品含量，經(jīng)試驗該方法二氧化硫的最低檢測濃度為100mL/m3，最高檢測上限5%v/v。

3 結(jié)果與討論

3.1 色譜柱的選擇

對于二氧化硫和硫化氫等硫化物的分離，固定選擇十分重要；有關(guān)文獻(xiàn)采用GDX 502、GDX 301進(jìn)行硫化物分析[1]，其采用的色譜柱為高分子小球系列；本實驗采用了高分子小球系列色譜柱Porapak Q 6ft 1/8進(jìn)行實驗，得出如圖1分析結(jié)果；Porapak Q分離效果不明顯，水分拖尾嚴(yán)重影響了二氧化碳峰型。

圖1 水與二氧化硫的色譜峰

填充柱長度短無法滿足分離效果，所以要更換較長的色譜柱到達(dá)分離效果，準(zhǔn)備用毛細(xì)柱代替；尋找合適的毛細(xì)柱進(jìn)行實驗，最終選定PLOT Q進(jìn)行實驗，得出圖2分析結(jié)果，PLOT Q水分與二氧化硫完全分離，得到了很好的分離效果，并且硫化氫、羰基硫也得到了很好的分離。

3.2 定量環(huán)的選擇

為到達(dá)二氧化硫最低檢測限100mL/m3，開始選擇定量環(huán)為250CC，結(jié)果實驗過程中硫化氫容易柱過載出現(xiàn)“平頭峰”，不符合色譜基礎(chǔ)支持，最后經(jīng)過不同定量環(huán)比對，定量環(huán)選為150CC即滿足了最低檢測限又沒有柱過載峰型,如圖3。

圖2 硫化氫、羰基硫、水、二氧化硫色譜峰

圖3 硫化氫、羰基硫峰型、羰基硫、二氧化硫色譜圖

3.3 進(jìn)樣口及檢測器條件確定

實驗首先選用常用進(jìn)樣口及檢測器條件，即進(jìn)樣口溫度200℃、TCD檢測器溫度250℃進(jìn)行實驗，得到圖4所示結(jié)果(以二氧化硫為示例)，進(jìn)樣口、檢測器溫度太高硫化物不穩(wěn)定導(dǎo)致保留時間不穩(wěn)定；通過不斷的實驗最終確定進(jìn)樣口溫度為120℃、檢測器溫度為150℃，保留時間穩(wěn)定。

圖4 保留時間不穩(wěn)定譜圖(以二氧化硫為示意)

3.4 柱箱條件確定

實驗初選采用的升溫條件如表2，硫化氫和羰基硫的分離效果不好；通過實驗確定了最終的升溫條件如表3，硫化氫和羰基硫的分離效果達(dá)到了如圖5所示結(jié)果。

表2 初選升溫條件

表3 最終升溫條件

圖5 硫化氫、羰基硫、水、二氧化硫的分離效果

3.5 最終結(jié)果對比

選用已經(jīng)確定好的實驗條件進(jìn)行實驗，對甲醇裝置的克勞斯出口氣取樣進(jìn)行實驗的結(jié)果如表4，對硫化氫、羰基硫、水、二氧化硫的分離效果如圖5所示。

硫化氫、羰基硫、二氧化硫的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，符合JJG 700-1999氣相色譜儀檢定規(guī)程中TCD檢測器定量規(guī)定的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于3%。

表4 實驗結(jié)果 %v/v

4 結(jié)論

本實驗色譜儀進(jìn)樣口溫度選擇120℃、檢測器溫度選擇150℃確保了分析結(jié)果保留時間的穩(wěn)定性。色譜柱選用毛細(xì)柱PLOT Q(填料為聚苯乙烯-二乙烯基苯)，水與二氧化硫完全分離，杜絕了水峰拖尾影響二氧化硫；且硫化氫、羰基硫也有很好的分離效果。