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红外光谱法快速测定石油焦中的硫含量

刘海蕊

中国石化塔河炼化质量计量检验中心

摘要: 通过红外光谱法对石油焦中的硫含量进行分析,引用GB/T25214使用CS-2800G型硫碳分析仪,建立红外光谱法测定石油焦硫含量,并考察了炉温与取样量对结果的影响找出合适的取样量与合适的炉温,试验结果表明,红外光谱法测定石油焦中的硫含量,分析速度快,单次样品测量用时(2~3)min,从样品称量到分析结果报出,最多使用10min,大大提高分析速度, 分析准确度高,并且对样品前期处理没有特殊要求,提高工作效率,节约生产成本,分析过程中减少人为误差。能够快速准确检测石油焦硫含量,保证产品质量。
关键词: 硫含量;石油焦;红外光谱法
DOI:10.12721/ccn.2023.157238
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1前言

目前测定石油焦硫含量的方法有GB/T387深色石油产品硫含量测定法[1]。此方法对仪器气密性要求较高,且燃烧时间较长,分析结束后进行滴定,整个过程用时较长,一次分析实验耗时(2~3)h,分析步骤繁琐(石油焦燃烧、吸收、及滴定等操作),人为存在的操作误差影响分析数据的准确性。GB/T 17040-2019石油和石油产品硫含量的测定(能量色散X射线荧光光谱法)其优点是可定量测定多种元素含量[2],直接测定固体和液体样品,测定速度快。基质相同的标样比较困难。由于本厂产出的是高硫石油焦,硫含量一般在(3.60~3.98)%之间,距产品标准要求只差1.2%左右,因此硫含量的准确性要求要高通过GB/T25214-2010煤中全硫测定(红外光谱法)[3],用CS-2800G型硫碳分析仪测定石油焦中的含硫量,建立硫含量范围在(1.12~5.02)%标准曲线,并优化了炉温的选择在950℃时较为合适,取样量在(0.04~0.06)g之间较为合适,通过多组实验表明, 使用红外光谱法能够快速准确的进行石油焦硫含量的分析,预期可达到节约试剂成本,减少人为误差,对指导装置生产的质量控制有着重要意义。

2实验部分

2.1  仪器与材料

CS-2800G型硫碳分析仪,1100℃下经煅烧过的坩埚。

2.2  方法建立

2.2.1  CS-2800G型硫碳分析仪设定实验条件

实验条件的选择见表1。

表1 实验条件的选择

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2.2.2 红外光谱法测定曲线制作

本次实验使用5个点标样制作工作曲线,见表2。

表2 为5点煤标样在CS-2800G型硫碳分析仪上测定的结果

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图1  标准曲线图

从上图1可看出5个点标样曲线相关性较好,相关系数在0.999856。

2.3  红外光谱法测石油焦硫准确性考察

2.3.1有证标准样品在此仪器上的分析数据

首先使用有证标准样品,通过以上制作的标准曲线,选用的硫标样含量(3.24±0.10)(%)、 (4.16±0.12)%。来进行验证此仪器的准确度,其结果见表3。

表3 为此仪器测定的标样结果

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由表3可以看出,测定结果都在标样给定浓度范围内,相对误差分别为0.31%、-0.24%。其准确度较高。

2.3.2 红外光谱法测定与能量色散X射线荧光光谱法比对

接下来分别采用1号焦化不同时间所采取的样品进行与X射线荧光光谱法进行。比对分析。其结果见表4。

表4  1号焦化石油焦两种方法比对数据

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2.4红外光谱法重复性的考察

选用5个不同硫含量的石油焦进行重复性考察见表5。

表5  为石油焦在此仪器测定的硫数据

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从上表5可看出,通过对5个样品在此仪器上的数据可以看出,红外光谱法测定石油焦中的硫含量,最大相对标准偏差0.67%,最小相对标准偏差0.47%,完全满足重复性要求。

3 结论与建议

3.1通过使用红外光谱法测定石油焦中的硫含量,其准确度与精密度均达到标准要求。

3.2分析速度快,在做样时间上较之前从原来的3h缩短至3min,明显缩短了分析时间,提高了工作效率,在节省工作量70%的基础上,对人员岗位的调整优化起到积极作用,称量到分析结果报出,最多用时10min,大大提高分析速度,并且对样品前期处理没有特殊要求。

3.3 使用红外光谱法测定石油焦中的硫含量分析,建议每周进行一次与标准方法分析的比对,每一个月做一次硫标样分析,每个季度做一次标准曲线。

参考文献

【1】GB/T387-90深色石油产品硫含量测定法(管式炉法)[S].

【2】 GB/T 17040-2019石油和石油产品硫含量的测定(能量色散X射线荧光光谱法)[S].

【3】GB/T25214-2010煤中全硫测定(红外光谱法)[S].