[发明专利]一种测定天然气中硫化物总量的新方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测定天然气中硫化物总量的新方法，该方法以负离子模式的掺杂剂辅助光电离离子迁移谱为基本的检测技术，净化空气作载气和漂气，空气在掺杂剂辅助光电离电离源中发生光化学反应形成具有氧化性的试剂离子，将天然气中硫化物氧化成相同的高价硫化物，实现总硫含硫的测定。

背景技术

天然气中硫化物总量的高低是衡量天然气质量的指标之一。总硫作为一项特别重要的天然气质量控制参数，其测定数据的准确性显得尤为重要。含硫化合物对天然气的运输、贮存及使用安全会产生破坏性的影响,因此硫化物的含量是天然气检测必不可少的项目,准确测定其含量具有极其重要的意义。天然气中硫化物硫化物主要包括硫化氢（H2S），硫醚、硫醇等。

目前，对硫化物的测定方法主要有气相色谱法，气相色谱质谱法，液相色谱法，紫外-可见分光光度法，电子鼻以及传感器法。其中气相色谱由于其良好的分离能力以及定量准确性，在硫化物的测定中使用的最多。但是由于检测灵敏度的限制，通常需要采用浓缩预富集手段来满足物质检出限的要求，这样就增加了分析的复杂性和分析时间。

离子迁移谱（ion mobility spectrometry,IMS）技术主要通过气相离子迁移率来表征各种不同的化学物质，以达到对各种化学物质分析检测的目的。在弱电场（E/N＜2Td，1Td=10-7Vcm2）的范围内，离子的运动速度正比于电场强度，ν=KE,这里ν为离子的迁移速率，E为电场强度，K为离子迁移率。离子的迁移率在低电场的范围内为常数，其数值主要取决于离子的结构、质量、电荷数等因数。对温度和压力进行校正即可得到离子的折合迁移率K0=K（P/101）（273/T）。IMS由于灵敏度高，检测速度快，结构简单，易于便携等优点，已经广泛应用于爆炸物、毒品以及环境污染物的检测当中。

发明内容

本发明涉及一种天然气中硫化物总量检测的新方法，其特征在于：以负离子模式的掺杂剂辅助光电离离子迁移谱为基本的检测技术，空气或者掺杂有氧气和CO₂的N₂和/或惰性气体作载气（3）和漂气（4），掺杂剂辅助光电离电离源中形成具有氧化性的试剂离子，将天然气中硫化物氧化成强电负性的高价硫化物，实现天然气中硫化物总硫含量的测定。

所述的检测技术为离子迁移谱技术。

所述的离子迁移谱以负离子模式的掺杂剂辅助光电离离子源为电离源。

所述掺杂剂辅助光电离由紫外光的设备（1）和掺杂剂发生器（2）组成。其中的紫外光设备包括真空紫外灯、二极管、氙灯、汞灯和紫外激光器。

所述的掺杂剂应具有电离能低，易挥发，毒性小以及光电离截面大特点，包括苯、甲苯、丙酮中的一种或几种。

所述的离子迁移谱的载气和漂气为经过活性炭、硅胶和分子筛过滤的空气或者掺杂有氧气和CO₂的N₂和/或惰性气体。

所述掺杂剂辅助光电离电离源中形成具有氧化性的试剂离子CO₃^-(H₂O)_n，将天然气中硫化物氧化成强电负性的高价硫化物，实现天然气中硫化物总硫含量的测定。

本发明的优点为：该方法能够实现天然气中硫化物总量的准确测定，和其他的检测方法相比，离子迁移谱的便携性可以实现天然气中硫化物现场、实时在线的监测。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细的说明：

图1掺杂剂辅助光电离离子迁移谱结构示意图。

其中，1-VUV紫外光源，2-掺杂剂发生器，3-载气，4-尾吹气，5-BN-grid离子门，6-净化空气源，7-法拉第盘，8-放大器和信号处理系统，9-出气口。

图2（a）为掺杂剂辅助光电离离子迁移谱中的背景谱图；图2（b）为掺杂剂辅助光电离离子迁移谱中硫化氢的测定谱图。

图3（a）乙二硫醇、（b）乙硫醇、（c）二乙硫醚和（d）二甲硫醚的掺杂剂辅助光电离离子迁移谱谱图。

具体实施方式

本发明涉及一种测定天然气中硫化物总量的新方法，以负离子模式的掺杂剂辅助光电离离子迁移谱为基本的检测技术，空气或者掺杂有氧气和CO₂的N₂和/或惰性气体作载气和漂气，掺杂剂辅助光电离电离源中形成具有氧化性的试剂离子，将天然气中硫化物氧化成强电负性的高价硫化物，实现天然气中硫化物总硫含硫的测定。