油田化学剂及石油产品中硫_氮含量的测定

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1、油田化学剂及石油产品中硫、氮含量的测定曾文平迟永杰张娅娜(中国石油西南油气田分公司天然气研究院)摘要介绍了一种测定油田化学剂和石油产品中硫、氮含量的仪器分析方法。试验内容包括制作外标工作曲线,考察方法的精密度和准确度,测定不同类型油田化学剂和石油产品样品中的硫、氮含量。结果表明:该方法线性范围宽、检测限低,测定结果的相对标准偏差不大于4%,对于硫或氮浓度大于30mg/l的样品,相对误差在±3%以内。该方法具有操作简捷、准确度高、重复性好以及高选择性等优点,适用于油田化学剂和石油产品中硫、氮含量的测定。关键词化学发光法测定油田化学剂石

2、油产品硫、氮含量油田化学剂,如酸化缓蚀剂、杀菌剂、溶硫剂等的质量将直接影响油气井的开采,总氮含量则是衡量含氮类油田化学剂的一项重要指标。石油和石油产品中硫、氮含量的测定对产品质量和环境保护具有重要意义。在生产和加工过程,含硫化合物会引起催化剂中毒,且石油产品如汽油、柴油和煤油等中的有机硫化合物燃烧时产生的二氧化硫会污染环境。因此,油田化学剂和石油产品中硫、氮含量的测定在实际生产中具有十分重要的意义。本文参照ASTMD5762-95石油和石油产品的氮含量测定标准1,采用化学发光法检测油田化学剂和石油产品中的硫、氮含量,具有操作简捷、准

3、确度高、重复性好以及高选择性等优点,该方法在国外已得到广泛应用。1仪器及工作原理1.1仪器试验采用美国Antek公司生产的7000型硫氮元素分析仪。仪器基本流程如图1所示。出试样的氮含量。上述过程可用以下的反应式表示:1050℃R-N+O2NO+其它氧化物NO+ONO3NO+hν′3221.3硫含量测定原理样品在富氧氛围和高温条件下,硫被氧化成二氧化硫(SO2)。试样燃烧生成的气体在除去水后被紫外线照射,二氧化硫吸收紫外光的能量转变为激发态的二氧化硫(SO32),当激发态的二氧化硫返回到基态的二氧化硫时发射出荧光,并由光电倍增管检测

4、,由所得信号值计算出样品中的硫含量。上述过程可用下面的方程式表示:1100℃R-S+O2SO2+其它氧化物SO3SO+hν′SO2+hν2试验内容222.1制作外标工作曲线2.1.1氮含量的测定配置了浓度为5.01mg/l至200.52mg/l的一系列1.2氮含量测定原理样品在富氧氛围和高温条件下,氮被氧化成一氧化氮(NO)。NO与臭氧反应转变为激发态的二氧化氮(NO3),当激发态的二氧化氮返回到基态时发射出一2定波长的光,通过光电倍增管检测,由所得信号值计算第33卷第2期油田化学剂及石油产品中硫、氮含量的测定135氮标准溶液,在相

5、同的操作条件下分析,得到不同氮浓度的响应值,制作外标工作曲线见图2。由外标工作曲线,得到氮浓度与响应值的线性关系式为:y=3.7509x+20.472,其相关系数为0.9997。表明在5.01mg/l至200.52mg/l的氮浓度范围内,氮含量与其响应值的线性关系良好。2.1.2硫含量的测定测定了硫浓度从9.05mg/l至226.32mg/l的标准溶液,得到不同浓度硫标样的响应值,由硫浓度和其响应值的关系制作外标工作曲线见图3。硫、氮浓度,mg/lρ;为样品密度,g/ml。2.3精密度和准确度考察2.3.1氮含量的测定(1)精密度考

6、察配制不同氮含量的样品溶液,在相同的分析条件下,对每个样品溶液连续测定7次,考察方法的精密度,结果见表1。试验表明:该方法测定氮含量的重复性较好,其相对标准偏差不大于3%。表1氮含量测定的精密度考察样品浓度,mg/l9.0020.0530.0050.13100.26180.20测定值3,mg/l相对标准偏差,%8.591.619.751.729.521.549.63102.67176.701.02.10.73:为7次测定结果的平均值。(2)准确度考察用中国石油化工总公司石油化工科学研究院提供的氮含量测定用标准物质对该方法的准确度进行

7、了考察,其中10.0mg/l和100mg/l的氮标准物质为国家二级标物,其它为工作用标物。测定结果见表2。表2氮含量测定的准确度考察根据外标工作曲线,得到硫浓度与响应值的线关系式为y=3.1052x-25.448,其相关系数为0.9986。表明在9.05mg/l至226.32mg/l的浓度范围内,硫含量与其响应值有较好的线性响应关系。2.2样品分析及结果计算2.2.1高含硫、氮量样品当样品中硫、氮含量较高时,样品需稀释后才能进行分析。称取一定量的样品,用水或乙醇作溶剂配制在容量瓶中,得到稀释后的样品溶液,在选定的分析条件下,进行样品

8、测定,样品进样量与制作外标工作曲线时的进样量一致。样品中硫、氮质量分数按(1)式计算。标样氮浓度,mg/l10.030.0100300测定值3,mg/l相对误差,%9.33-6.729.39-2.0101.60+1.6293.97-2