[发明专利]一种测定微量总硫和总氯的石英管装置

说明书

技术领域

    本发明适用于库仑法分析样品中微量的总硫和总氯的含量，也可用于紫外荧光法测定总氮的含量。

背景技术

石化产品中的微量硫化物会使下游加工的催化剂中毒,微量的氯化物容易转化为盐酸,腐蚀设备,因此, 丁烯-1、丙烯、氢气、重整进料等都需要控制总硫、总氯的含量，控制指标为小于0.5mg/kg。样品中的微量总硫、总氯含量传统的分析方法为库仑法，它的原理是样品中的微量硫化物和氯化物先在石英管的气化段气化，然后进入石英管的燃烧段燃烧，燃烧产物随载气进入滴定池发生化学反应，根据消耗的电量，可计算样品中的微量总硫和总氯的含量。分析时先用0.5mg/L硫或氯标样校仪器，待仪器转化率达到80%～120%才分析样品。在仪器调校过程中，经常出现偏压和基线不稳，转化率时大时小，需反复调氮气、氧气的流速，频繁换电解液、改变偏压，重复测定标样，调试很长时间才能使转化率满足分析要求，这样导致样品不能及时分析。在仪器调试过程中有时出现转化率很低，基线下坠，甚至完全出现不出峰，导致样品无法分析。传统的库仑法在石英管的气化段通氮气，燃烧段通氧气。气化段的温度不能太高，否则，样品在气化段结炭。气化段的温度也不能太低，否则，样品气化不完全，有难挥发性的重组分残留，导致基线不稳，峰形较差，测定结果不准确。标样和样品易在石英管的气化段结炭，炭对硫化物有较强的吸附作用，导致仪器的转化率和灵敏度降低，测定结果重复性差。因此，传统的石英管的气化段需定期通氧气除焦。石英管使用一段时间后，转化率下降，不能满足分析要求，需更换新的石英管。石英管的使用寿命一般2～3个月。气化段的氮气流速、纯度及难挥发性的残留物等对仪器的转化率也有较大的影响。

发明内容

    本发明目的是提供一种测定微量总硫和总氯的石英管装置，它能快速准确测定样品中微量总硫和总氯的含量，使样品在石英管的气化段直接燃烧，避免样品在气化段结炭、吸附，消除载气等干扰，提高仪器的转化率和灵敏度，延长石英管的使用寿命，缩短仪器的调试时间，简化操作。

本发明的技术解决方案：在传统石英管的气化段（1）插入一根螺旋形的氧气管线（6），并通入氧气；在传统石英管的燃烧段（2）插入一根直通的氮气管线（3），并通入氮气。将传统石英管的进样口改为一根可进样的三通针头保护套管（5），套管入口端的进样口（502）用于注射器进样，三通支管端的进样口（501）与气体进样器（4）连接，用于气体样品通过气体进样器进样。套管的长度为5.5～8.0 cm（应比注射器针头长，能套住针头）；套管的内径为1 mm～5mm（至少能容纳注射器针头）。进样时使注射器穿过（502）胶塞插入套管内，将样品注入到石英管的气化段。样品在高温纯氧气条件下在套管口燃烧，避免样品在针尖上直接燃烧，可保护针头。套管为石英或不锈钢材质，也可用钛、铬、镊等耐腐蚀的金属或合金。

工作原理：

用注射器将样品注入套管内，样品在套管内瞬间气化后，从套管出口流出，气化的样品置换套管口附近的氧气，进入石英管的气化段，遇到高温纯氧气后，在套管口外面剧烈燃烧。样品中的硫化物、氯化物与氧气发生反应，硫化物转化为SO₂，氯化物转化为氯离子等物质，随载气全部进入滴定池。在滴定池中SO₂与I₂等物质发生氧化还原反应，氯离子与银离子反应，消耗的I₂通过电解I^—补充，消耗的银离子通过电解银电极补充，根据电解的电量由法拉第定律可计算出样品中的总硫、总氯含量。在石英管的气化段通纯氧气，样品在纯氧气中更易燃烧，燃烧更完全，避免气化段结炭；硫转化为二氧化硫的转化率更高；样品完全燃烧生成二氧化硫后吸附性小，加上气化段温度很高，吸附更小；没有载气等其它物质的干扰，因而基线稳定，峰形对称，仪器的转化率和灵敏度较高，转化率接近100%。气化段不通氮气，干扰因素小，氧气和氮气的流速基本上可固定，操作条件有重现性。样品从注射器流出后直接燃烧，不受载气等其它物质的干扰，因而结果的重复性好，准确度高。石英管不易结炭，不需要反烧石英管的气化段。气化段的温度较高，样品燃烧后放出热量，使气化段温度升高，高温下针头内的样品气化、燃烧完全，没有残留，针头和针芯不易堵塞，不需要用丙酮等溶剂清洗注射器。