色譜反吹法快速檢測天然氣中硫化物

　　用火焰光度檢測器的氣相色譜法分析天然氣中硫化物是一種常用的方法，有很高的選擇性和靈敏度，能對樣品中硫化物分別分離，這對硫化物形態(tài)研究非常有利。但天然氣樣品中硫化物的組份是很復(fù)雜的，尤其是有機(jī)硫組份很多，相對保留時(shí)間相差幾十倍，其中二硫化物保留時(shí)間就要40-50分以上，要準(zhǔn)確定性定量是很困難的。在工廠中正常操作時(shí)大多數(shù)情況對硫化物形態(tài)并不關(guān)心，關(guān)心的是氣體中的總硫含量。采用常規(guī)的方法分析不僅浪費(fèi)時(shí)間而且往往漏檢重組份硫化物，這是因?yàn)橹亟M份的硫化物出峰時(shí)間晚，峰形扁，含量低時(shí)往往被基線噪音掩蓋。本文試圖用色譜反吹法快速檢測天然氣樣品中總硫含量。

　　1、儀器部分

　　所用儀器為氣相色譜儀硫分析儀，火焰光度檢測器；定量進(jìn)樣管5ml。

　　純氮作載氣：流速60-80ml/min，純氫作燃燒氣：流速40ml/min，氧氣作助燃?xì)猓毫魉?2ml/min。

　　色譜柱1鯊魚烷+TCP3M色譜柱2GDX3012M

　　2、實(shí)驗(yàn)與討論

　　色譜柱1鯊魚烷+TCP柱長3M內(nèi)徑2毫米

　　聚四氟乙烯管，先裝1.5米TCP再裝1.5米鯊魚烷，60-80目硅烷化101單體，單體固定液100：30。柱溫80℃。

　　我們采用氣相色譜儀硫分析儀，用方式（0），或方式（6）反吹法能夠快速分析天然氣中硫化物。

　　開始時(shí)在取樣位置，天然氣樣品進(jìn)入定量管后轉(zhuǎn)動八通閥到進(jìn)樣位置，定量管中樣品進(jìn)入色譜柱得到分離，當(dāng)H2S，COS，CH3SH，（CH3）2S，峰出完后轉(zhuǎn)動八通閥到位置A色譜柱反向沖洗將剩余的組分做一個(gè)峰吹出見圖3。此時(shí)柱溫為60℃。反吹時(shí)間可以任意設(shè)置，可視需要設(shè)在H2S后，也可在（CH3）2S，或CS2后。當(dāng)然，做總硫也是可以的，使用方式，在烴類物質(zhì)流出后反吹，就能得到一個(gè)總硫的色譜峰圖。但需注意的是：濕性天然氣中重組份烴類較多，保留時(shí)間在硫化氫之后會干擾總硫分析結(jié)果。一般干性天然氣中C4以上組分很少可忽略采用反吹法可否定量呢？因各組份熱力學(xué)性質(zhì)不同，反吹后的峰形不會是標(biāo)準(zhǔn)的高斯曲線，如果采用反吹法分析混合硫化物與正吹定量結(jié)果必須相符。通過實(shí)驗(yàn)得出結(jié)果如下

　　試驗(yàn)一：用鯊魚烷柱，柱溫50℃樣品為甲硫醚，反吹時(shí)間n=20秒，30秒，40秒，50秒，60秒結(jié)果列于。從中可看出，反吹時(shí)間除20秒外其余所得結(jié)果與正常分析結(jié)果是一樣的。

　　試驗(yàn)二：用GDX301柱80℃，樣品甲硫醚。反吹時(shí)間30-60秒也可得到同樣的結(jié)果。

　　二硫化碳，反吹時(shí)間30-60秒的結(jié)果。從結(jié)果可看出用WDL-94微機(jī)多功能硫分析儀，所得結(jié)果不受反吹，正吹，色譜柱等影響。做總硫分析是可以的。

　　*，硫化物的響應(yīng)值與硫化物濃度不成線形關(guān)系，而是與硫化物濃度平方成正比，見式，顯然用峰面積及峰高直接定量是不行的，除非采用對數(shù)坐標(biāo)曲線法。用式夠完成線性定量工作，常規(guī)的數(shù)據(jù)處理機(jī)沒有這種計(jì)算方法，無法進(jìn)行定量工作，有的數(shù)據(jù)處理機(jī)能夠做峰高的指數(shù)處理

　　（R：火焰光度檢測器響應(yīng)值C：硫化物濃度K：常數(shù)）

　　(其中G硫化物含量h峰高Δt積分間隔時(shí)間)

　　用于一般的FPD是可以的，但由于混合硫化物峰形變化較大，用于反吹法將有較大的誤差。GC-9280具有式

　　（2）計(jì)算功能，系專為做硫化物分析而設(shè)計(jì)的。

　　通過實(shí)驗(yàn)證明，用h1/2.w(h為峰高w為半峰寬)表示硫化物響應(yīng)是可行的，沈呂寧[3]等認(rèn)為硫化物的響應(yīng)與其化學(xué)結(jié)構(gòu)無關(guān)，進(jìn)行了十幾種不同的硫化物定量工作，結(jié)果顯示不管硫離子和碳鏈R基團(tuán)連接的形式如何，每個(gè)克分子硫的響應(yīng)值是一樣的。劉光會[1]等人也曾在1-50ng范圍內(nèi)比較過甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳、噻吩的響應(yīng)（h1/2.w），結(jié)果不同的硫化物都落在一條工作曲線上。所以我們認(rèn)為在硫化物含量較低的范圍內(nèi)能夠使用反吹法分析硫化物，使用Σ(h1/2.Δt)或（h1/2.w）都能得到硫化物的定量結(jié)果。須注意的使用(h1/2·W)計(jì)算，由于反吹后多組分硫化物混合物峰形很差，拖尾厲害，計(jì)算結(jié)果誤差可能很大。用Σ(h1/2.Δt)式則能比較接近真實(shí)值。

　　色譜柱為鯊魚烷、柱溫50℃、反吹時(shí)間40秒。從圖上來看兩種方法得到的結(jié)果在分析誤差之內(nèi)。用常規(guī)的分析方法需15分鐘以上，當(dāng)含有二硫化物如（C2H5）2S2需要100多分鐘、而采反吹分析法時(shí)只要3-4分鐘。用反吹法加快了重組分的出峰時(shí)間，根據(jù)式可看出：硫化物響應(yīng)值與硫化物濃度平方成正比，因此峰形較窄，能夠提高峰形高度，從而降低低檢出量，提高靈敏度。

　　1號峰是COS；2號峰是H2S；其余硫化物全部反吹一個(gè)大峰，總共分析時(shí)間5到6分鐘。如果不反吹，甲硫醇和二硫化碳都要在10分鐘左右才能出來峰形已經(jīng)很差；其它重組份就更不如了。

　　3、結(jié)論

　　使用氣相色譜儀硫分析儀或其它帶指數(shù)計(jì)算功能數(shù)據(jù)處理機(jī)的色譜儀，采用反吹法分析氣體中總硫含量，或部分形態(tài)硫加其余重組份總硫的方法，是一種快速簡便的方法，并且能降低總硫的低檢測量，能夠使用在天燃?xì)饷摿蚝罂偭蚝糠治觯状己铣汕翱偭蚝糠治龅?/p>