石油产品硫含量测定仪是用于检测汽油、柴油、润滑油、重油等石油产品中硫元素含量的专用设备,常见测定原理包括紫外荧光法、库仑滴定法、X 射线荧光法(EDXRF),不同原理仪器的操作流程存在差异,但核心逻辑均围绕 “仪器校准→样品处理→检测分析→数据输出" 展开。以下是通用使用方法及分原理详细操作步骤,同时包含关键注意事项,确保检测准确性与安全性。
一、操作前准备(通用要求)
在启动仪器前,需完成基础检查与准备,避免因设备或样品问题导致数据偏差:
仪器状态检查
电源:确认主机、辅助设备(如燃烧炉、载气发生器、电脑)供电正常,电源线无破损。
气路:检查载气(如氮气、氧气,根据方法要求)钢瓶压力(通常≥0.5MPa),气路管线无泄漏(可用肥皂水涂抹接口处检测),流量计显示正常。
试剂 / 耗材:库仑法需检查电解液(如碘化钾 - 冰乙酸溶液)是否澄清、无沉淀,若浑浊需更换;紫外荧光法需确认反应室无残留污染物;X 射线荧光法需检查样品杯(一次性聚乙烯杯)、薄膜(聚丙烯膜)是否完好。
样品准备
取样:按石油产品取样标准(如 GB/T 4756)采集代表性样品,避免样品中混入水分、杂质(若有杂质,需用 0.45μm 滤膜过滤)。
预处理:粘稠样品(如重油、润滑油)需在 60-80℃水浴中加热融化,搅拌均匀后冷却至室温,避免高温导致样品挥发;易挥发样品(如汽油)需在密闭容器中冷却,防止组分损失。
环境要求
温度:保持实验室温度 20-25℃(波动≤±2℃),避免高温影响检测器灵敏度(如荧光检测器、X 射线探测器)。
湿度:相对湿度≤65%,潮湿环境可能导致电路故障或样品吸潮。
通风:库仑法、紫外荧光法需开启通风橱,排出燃烧产生的 SO₂、CO₂等有害气体,避免人员中毒或仪器腐蚀。
二、分原理仪器操作步骤
不同原理的测定仪核心部件与操作流程差异较大,以下为三类主流仪器的详细步骤:
1. 紫外荧光法硫含量测定仪(常用标准:GB/T 11140、ASTM D5453)
原理:样品在高温燃烧炉中(900-1100℃)与氧气反应,硫元素转化为 SO₂;SO₂进入荧光检测器,受紫外光激发产生荧光,荧光强度与硫含量成正比,通过标准曲线计算样品硫含量。
操作步骤:
开机与预热
依次开启载气发生器(氮气纯度≥99.999%、氧气纯度≥99.5%)、燃烧炉、主机、电脑软件,设置燃烧炉温度(根据样品类型:汽油 900℃、柴油 1000℃、重油 1100℃),预热 30-60 分钟,直至温度稳定、载气流量(氮气 50-100mL/min,氧气 200-300mL/min)达标。
仪器校准
选择 3-5 个已知硫含量的标准样品(如 1mg/kg、10mg/kg、100mg/kg、1000mg/kg),覆盖待测样品的硫含量范围。
用微量注射器(如 10μL、50μL)吸取标准样品,注入进样器(进样速度需均匀,避免样品飞溅),启动检测程序。
软件自动记录标准样品的荧光信号强度,生成 “硫含量 - 荧光强度" 标准曲线,校准相关系数需≥0.999,否则需重新校准。
样品检测
用干净微量注射器吸取待测样品(取样体积与标准样品一致,如 10μL),若样品粘稠,需用专用进样针(带加热功能)避免堵塞。
将样品注入进样器,点击软件 “样品检测",仪器自动完成燃烧、SO₂传输、荧光检测,过程中观察燃烧炉是否有黑烟(若有,需增大氧气流量,避免燃烧不全)。
数据处理
检测完成后,软件根据标准曲线自动计算样品硫含量,显示结果(如 mg/kg 或 %),同时记录平行样(通常做 2-3 次平行实验)的相对偏差,要求≤5%(低硫样品≤10%)。
关机维护
先停止进样,关闭燃烧炉,继续通载气 10-15 分钟,待炉温降至 300℃以下,再关闭载气发生器、主机、电脑。
用脱脂棉蘸乙醇擦拭进样口、反应室,清理燃烧管内残留积碳(若有积碳,可用专用清理棒或灼烧法去除)。
2. 库仑滴定法硫含量测定仪(常用标准:GB/T 17606、ASTM D2622)
原理:样品在裂解管中(800-900℃)与氮气 - 氧气混合气体燃烧,硫转化为 SO₂;SO₂进入电解池,与电解液(碘化钾 - 冰乙酸溶液)中的 I₃⁻反应,消耗的 I₃⁻通过电解补充,电解电量与硫含量成正比(法拉第定律)。
操作步骤:
开机与电解液准备
开启主机、裂解炉、搅拌器,设置裂解炉温度(轻质油 800℃、重质油 900℃),预热 40 分钟。
配制电解液:称取 5g 碘化钾、5g 溴化钾,溶于 1000mL 冰乙酸中,搅拌至全溶解,倒入电解池(液面需没过电极),开启搅拌器(转速适中,避免气泡产生)。
电解池平衡
点击软件 “电解平衡",仪器自动电解电解液,生成 I₃⁻,直至电解液达到稳定电位(通常需 5-10 分钟),此时电解电流趋近于 0,显示 “平衡完成"。
校准与样品检测
校准:用微量注射器注入已知硫含量的标准样品(如 50μg 硫的标准油),启动检测,软件记录电解电量,计算校准系数(若偏差>3%,需重新校准)。
样品检测:吸取待测样品(体积根据硫含量调整,如低硫样品取 20μL,高硫样品取 5μL),注入裂解管进样口(用石英棉堵住进样口,防止样品飞溅),启动检测。
观察电解电流变化:燃烧过程中,电流会因 SO₂进入而升高,电解补充 I₃⁻,待电流恢复至平衡值,检测结束,软件自动计算硫含量。
关机与清理
关闭裂解炉,继续通氮气 10 分钟,待炉温降至 200℃以下,关闭气体和主机。
倒掉电解池中的电解液,用蒸馏水冲洗电解池和电极 3 次,晾干后保存;若电极表面有污垢,用细砂纸轻轻打磨后清洗。
3. X 射线荧光法硫含量测定仪(常用标准:GB/T 17040、ASTM D4294)
原理:X 射线管发射的初级 X 射线照射样品,样品中硫元素的原子受激发,发射特征 X 射线(荧光),特征 X 射线强度与硫含量成正比,通过标准样品校准计算结果。
操作步骤:
开机与预热
开启主机、电脑软件,X 射线管预热 20-30 分钟(避免突然高压损坏 X 射线管),设置检测参数(如管电压 30kV、管电流 50μA,根据仪器型号调整)。
样品制备
液体样品:将样品倒入一次性样品杯(容积约 3-5mL),覆盖聚丙烯薄膜(无褶皱、无气泡),用压盖密封,放在样品台上。
固体样品(如石油焦):将样品粉碎至粒径≤0.1mm,用压片机压成直径 30mm 的圆片(压力 10MPa,保压 30 秒),避免样品松散。
校准与检测
校准:选择与样品基质相似的标准样品(如液体标准油、固体标准焦),放入样品台,点击 “校准",软件记录标准样品的特征 X 射线强度,生成校准曲线(相关系数≥0.998)。
样品检测:将制备好的样品放入样品台,点击 “样品测量",仪器自动移动样品至检测位置,测量时间通常为 30-60 秒(低硫样品需延长至 2-3 分钟,提高精度)。
数据输出与关机
检测完成后,软件显示样品硫含量,记录平行样结果(相对偏差≤3%)。
关闭软件,等待 X 射线管冷却 10 分钟后,关闭主机电源;清理样品台,丢弃用过的样品杯和薄膜,固体样品片按危废处理。