煉厂酸性气中硫化氢含量分析1-沈曹.docVIP

炼厂酸性气中硫化氢含量分析 沈国平 曹作刚 吕仁庆 董斌 （中国石油大学（华东）理学院化学系，山东青岛266580） 摘要 传统的硫化氢常量分析方法是碘量法，但炼厂酸性气中含有少量烯烃，使用碘量法分析其中硫化氢含量，会因碘与烯烃的加成反应而使结果偏高。本文采用Fe3+作氧化剂分析炼厂酸性气中硫化氢含量，得到了满意的结果。着重考察了溶液的酸度、Fe3+离子浓度、温度对分析结果的影响，并找出分析的最佳条件。 关键词 硫化氢，常量分析，碘量法， 中图分类号 TE6 文献标识码 B 第一作者简介 沈国平，男，1970年出生，1991年毕业于中国石油大学炼制系，现任中国石油大学（华东）工程师。主要从事无机及分析化学的实验教学工作。 引言 随着开采和加工的原油中硫含量的增加，炼厂酸性气中硫化氢含量越来越大，脱除和转化硫化氢成为可以利用的资源对于保护环境开发资源显得非常重要，准确地分析炼厂酸性气中硫化氢含量为合理的脱除和转化硫化氢提供了保证。 传统的硫化氢常量化学分析方法是碘量法，其基本原理是用醋酸锌溶液吸收气体中的硫化氢生成硫化锌沉淀，在沉淀中加入HCl酸化，然后加入标准碘液，充分反应后，用标准Na2S2O3 溶液返滴过量碘。 H2S + Zn(Ac)2 = ZnS + 2HAc ZnS + HCl + I2 = S + ZnCl2 + 2HI I2 + 2S2O32－= 2I－+ S4O62－ 此方法原理清晰、操作简便，是定量分析硫化氢气体的成熟准确的方法。 但是，由于炼厂酸性气中含有少量的烯烃，而烯烃因为可以与碘发生加成反应，而使分析结果偏高。表1是炼厂酸性气中硫化氢含量碘量法分析结果与色谱法分析结果比较。 表1 碘量法与色谱法分析结果比较 实验编号 1 2 3 4 碘量法分析结果（%） 93.70 93.39 93.60 95.62 色谱法分析结果（%） 91.88 91.88 92.32 92.32 由表1结果比较表明，碘量法的分析结果都比色谱法偏高。其主要原因就是酸性气中的烯烃与标准试剂碘发生加成反应。过多消耗碘而使分析结果偏高。 为了准确分析炼厂酸性气中硫化氢含量，本文采用Fe3+作为S2－的氧化剂，硫化氢用醋酸锌吸收后加入氯化铁与盐酸混合液，充分反应后，用标准K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2+，根据二价铁的含量确定硫化氢的含量。 H2S + Zn(Ac)2 = ZnS + 2HAc ZnS + 2FeCl3 = ZnCl2 + S + 2FeCl2 6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ = 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O 实验 1.1 实验方法 本实验以分析纯的ZnS为原料，考察各种因素对该方法分析结果的影响。具体做法是：准确称取一定量的分析纯ZnS固体于锥形瓶中，在一定的温度下，加入一定量的氯化铁或盐酸的混合液，停留一定时间后，用标准K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2+，根据二价铁的含量确定ZnS的含量并与称量值比较。 影响因素考察 影响分析结果的因素有FeCl3-HCl混合液中Fe3+浓度和酸度、反应时间、反应温度。 溶液酸度的影响 称取0.1-0.2g分析纯ZnS于碘量瓶中，加入25mLFeCl3-HCl混合溶液，其中Fe3+浓度为1mol·L-1；应温度55℃；反应时间40min。改变溶液酸度，测定回收率，结果如图1所示。 图1 溶液酸度对分析结果的影响 由图1可知，在其它条件一定的情况下，回收率随H+浓度增大而增大，但H+浓度增到3.0 mol·L-1时，误差小于0.1%，且再增大H+浓度对转化率无影响，故H+浓度3.0 mol·L-1为宜。 Fe3+浓度的影响 称取0.1-0.2g分析纯ZnS于碘量瓶中，加入25mLFeCl3-HCl混合溶液，其中H+浓度为3.0mol·L-1；应温度55℃；反应时间40min。改变溶液浓度，测定回收率，结果如图2所示。 图2 Fe3+浓度的影响 由图2可知，在其它条件不变的情况下，回收率率随Fe3+浓度的增大而增大，且当三氯化铁浓度从0.5mol·L-1增到1.0 mol·L-1时，再增大Fe3+浓度对回收率已无影响，故Fe3+浓度以1.0 mol·L-1为宜。 反应温度的影响 称取0.1-0.2g分析纯ZnS于碘量瓶中，加入25mLFeCl3-HCl混合溶液，其中H+浓度为3.0mol·L-1；Fe3+浓度为1.0 mol·L-1，反应时间40min。改变反应温度，测定回收率，结果如图3所示。 图3 反应温度的影响 图3显示，在其它条件不变的情况下，回收率随温度升高而明显增大，当温度升至55OC时