石油化工产品中痕量硫含量测定方法分析

林修强,胡健,刘娇,高俊香

通标标准技术服务有限公司惠州分公司  广东 惠州 516000

摘要：石油化工产品在诸多领域中发挥着重要作用，但多数产品中都含有硫化物，不仅会降低产品质量，也会腐蚀石油化工设备，所以需要做好痕量硫测定工作。本文利用文献资料法等方法对石油化工产品中痕量硫含量测定方法进行了研究与探讨，以期为相关研究提供参考。研究结果表明，痕量硫含量测定主要包括总硫含量测定与形态硫化物含量测定这两项任务，而若想增强总硫含量测定结果的准确性就需要灵活应用紫外荧光定硫法、氧化微库伦法等方法，若想增强形态硫化物含量测定结果的准确性就需要应用气相色谱法与气象色谱法。

关键词：石油化工产品；痕量硫；含量测定

    石油化工产品中痕量硫的测定与控制难度相对较大，只有选择合适的测定方法才能够保障测定结果的准确性，为此需要深入研究测定方法，为痕量硫含量的测定提供有效支持。

1.石油化工产品及痕量硫含量测定概述

1.1石油化工产品

    石油化工产品简称为石化产品，指的是利用石油生产出的化学产品。常见的石油化工产品包括烯烃类产品与芳香烃类产品，在工业、农业等各个领域中都占据着重要地位。在应用石油化工产品时需要对产品进行运输，但在硫化物等因素的影响下石油化工产品在运输过程中可能会出现安全或质量事故。

1.2痕量硫含量测定

    在原材料、加工工艺等因素的影响下，石油化工产品中可能会出现元素硫、硫化氢、硫醚类以及硫醇类等硫化物，这些硫化物的含量是衡量石油化工产品质量的关键指标之一【1】。而痕量硫含量测定可以检测出石油化工产品中的痕量硫化物的含量并判断石油化工产品是否会引发安全事故。但很多石油化工产品中都存在有机硫化物与无机硫化物等不同形态的硫化物，加大了含量测定难度。为此，需要科学选择含量测定方法，从而为痕量硫的控制提供依据。

2.痕量硫的危害

2.1对石油化工产品的危害

    痕量硫化物会对石油化工产品的质量产生较大影响，若硫化物含量过高就会降低产品的稳定性与安定性，可能会导致产品出现沉淀物，继而降低产品质量。

2.2对石油化工设备的危害

    在进行石油化工产品生产与加工时，产品当中的硫化物会因高温影响产生硫化氢。而硫化氢会与加工过程中的水产生化学反应，继而腐蚀金属设备【2】。同时，若石油化工产品当中含有硫与盐这两种物质就会加快设备腐蚀速度。此外，石油化工产品当中的痕量硫化物会对发动机等机械设备产生影响，导致机械设备无法正常运行。

2.3对生态环境的危害

    石油化工产品中的痕量硫会严重危害生态环境。首先，在生产过程中石油化工产品中的硫化氢、二氧化硫等物质会被排放到大气当中，就可能会污染大气。其次，在应用石油化工产品时也可能会将产品中的硫化物排放到空气中。

3.石油化工产品总硫含量测定方法

3.1紫外荧光定硫法

紫外荧光定硫法即利用脉冲式紫外荧光进行定硫测试，符合各种石油化工产品的测定要求，是至关重要的痕量硫含量测定方法。从实际情况来看，石油化工产品在高温环境中会逐渐氧化并形成二氧化硫、二氧化碳以及氢气等物质。产品当中的硫也会转变为二氧化硫。所以，在应用紫外荧光定硫法时就可以先利用高温对石油化工产品进行加热处理，从而获取一定的二氧化硫，之后再利用紫外线照射二氧化硫。在紫外线的照射下，二氧化硫当中的硫元素会转变为激发态，在电子返回基态时会释放出光量子测定波，此时测定人员就可以利用波长绘制图像并明确石油化工产品中的总硫含量【3】。

紫外荧光定硫法具有多重优势，但是其测定结果也会受到进样量、测定温度等因素的影响，所以测定人员需要全面分析影响因素并严格控制各种因素。首先，应控制进样量。当前，部分测定人员对进样量的认知存在误区，认为加大进样量可以增强结果的准确性。但进样量过大会影响测定仪器，所以测定人员需要根据测定需求控制进样量，确保进样量在曲线范围内。其次，应控制加热温度。加热是紫外荧光定硫法的关键步骤，也是将硫化物转变为二氧化硫的关键，如果加热温度过低或过高就会导致测定结果出现较大的偏差。例如，加热若温度低于900℃，石油化工产品中的硫化物便无法完全转变为二氧化硫；若加热温度在1100℃左右时，硫化物就可以完全转变为二氧化硫；若加热温度高于1200℃就会影响硫的充分燃烧。同时，过低或过高的温度也会影响到裂解管的使用寿命，所以测定人员需要将加热温度控制在1100℃左右。此外，应控制氧气含量。氧化燃烧需要氧气的支持，但若氧气过多就可能会导致产品中的硫化物直接转变为三氧化硫，若氧气过少便会影响硫化物的充分燃烧，所以测定人员需要根据样品重量控制氧气含量。

3.2X射线荧光定硫法

    X射线荧光定硫法指的是利用X射线荧光光谱仪等设备与工具检测石油化工产品中的痕量硫含量。在测定时，需要使X射线荧光光谱仪处于充氦气的状态下并将石油化工产品的样品放置在特定的杯子中，之后直接利用光谱仪进行测试。相比于其他测定方法，X射线荧光定硫法具有多重优势。首先，这种方法不仅可以检测石油化工产品中的硫化物，也可以检测铁、镁、钴等金属元素。其次，可以检测固态、液态等不同形态的石油化工产品，应用限制相对较少。此外，这种方法的操作较为简单，检测结果也较为精准，所以其应用范围较广。测定人员应提高对这种测定方法的重视程度，并严格按照相关要求应用这种方法。

3.3氧化微库伦法

    氧化微库伦法是较为常用的总硫含量测定方法，具有操作简单、准确性高等优势。在应用这种方法进行测定时需要先取石油化工产品的样品，之后将样品装入裂解管内，通过升温使样品氧化燃烧，从而将样品中的痕量硫化物转变为二氧化硫【4】。在获取二氧化硫气体后将其注入到滴定池中并经过反应获取氯离子。整个测试过程会消耗一定的电能，测定人员可以根据所消耗的电能计算硫含量。氧化微库伦法的测定准确性相对较强，在低硫含量的测定终究该发挥着重要作用。但氧化微库伦法会受到的准确性会受到偏压、进样量与电阻等因素的影响，所以在测定低硫含量时需要优先选择高偏压、大进样量与高采样电阻，在测定高硫含量时需要优先选择低偏压、小进样量与低采样电阻。同时，在测定过程中也需要严格控制测定温度，避免测定结果出现较大的偏差。

3.4化学发光总硫检测法

在技术水平不断提升的过程中，各种测定仪器应运而生，其中化学发光总硫检测仪在石油化工产品痕量硫的测定中发挥着重要作用。这种仪器可以对单一的硫化物含量进行检测，也可以对其他形式硫化物进行分析，且检测结果较为精准。该仪器具备整体式加热喷射阀，在应用时可以直接将液态样品喷入到仪器当中，之后对所有的硫化物进行检测并获取石油化工产品中的总硫含量。

3.5醋酸铅法

    最初醋酸铅硫分析法多被应用在大气硫化氢含量的测定中，之后技术人员在此基础上研发了总硫含量测定分析仪，为石油化工产品的总硫含量测定提供了新的思路。总硫含量测定分析仪具有灵敏性强、不受外界环境影响等优势。在应用这种分析仪时测定人员需要将石油化工产品与氢气混合在一起，使混合样品在高温条件下进行还原反应并生成硫化氢，之后使硫化氢与醋酸铅发生反应。在反应过程中白色的带子上会产生棕黑色的硫化铅，测定人员就可以利用分析仪测定硫化氢的具体含量。但这种方法更适用于气态石油化工产品的痕量硫测定，所以测定人员需要准确判断是否应用这种方法。

4.石油化工产品形态硫化物含量测定方法

4.1气相色谱法

气相色谱法的应用需要脉冲火焰光度检测器的支持，所以测定人员需要根据相关要求应用这种方法与仪器。脉冲火焰光度检测器主要是由气路、发光部分与光接收部分共同构成的，其具体结构如图一所示。测定人员可以利用这种仪器对石油化工产品进行定量测试，明确产品中微量硫化物的含量值。但是，在测试时需要严格控制烃类物质对测试结果的影响并利用气相色谱法分析硫化物痕量。

图一：脉冲火焰光度检测器的结构

图一中的1为高压电输入，2为信号输出，3为光电倍增管，4为滤光片，5为石英玻璃管，6为遮光罩、7为空气入口、8为氢气入口、9为载气入口。

4.2气象色谱法

气象色谱法在形态硫化物的测定中发挥着重要作用，在应用这种方法时需要结合电化学硫检测器。电化学硫检测器将化学传感器、高温微反应器以及气流控制等多个部件结合在了一起，可以通过高温反应器对石油化工产品进行高温溶解，并将其放在色谱柱温箱上，使其与氢气混合并形成硫化氢，利用化学传感器对硫化氢进行测定。而硫化氢在化学传感器中会产生电流，所以可以通过电流测定样品中硫化物的含量。
5.结语

利用先进手段测定石油化工产品的痕量硫含量不仅可以为痕量硫的控制提供依据，也可以提高产品质量。所以，测定人员需要深入研究并灵活应用紫外荧光定硫法、X射线荧光定硫法等总硫含量测定方法以及气相色谱法与气象色谱法等形态硫化物含量测定方法，促进石油化工行业的可持续发展。
参考文献：

[1]刘红,刘鹏宇,刘英,胡芳菲,杨复光,赵景鑫.辉光放电质谱法测定高纯铜中痕量硫[J].冶金分析,2021,41(08):15-21.

[2]高艳秋,罗鹏,方华.预富集气相色谱法检测气体中痕量硫化物[J].上海计量测试,2019,46(04):15-21.

[3]苏杭,王桂梅,杨立洁.大气痕量硫荧光采集光路设计与仿真[J].激光与光电子学进展,2020,57(05):144-149.

[4]汤昊洋,苏晓濛,吕伟,戴立红,吴少青,端震.浅析石油化工产品中痕量硫含量测定方法[J].中国石油和化工标准与质量,2022,42(02):54-56.