GB/T 11060.1-2023 天然氣 含硫化合物的測定 第1部分: 用碘量法測定硫化氫含量

范圍
本文件規(guī)定了用碘量法測定天然氣中硫化氫含量的原理、試劑和材料、儀器、試驗步驟、試驗數(shù)據(jù)處理和精密度。
本文件適用于天然氣中硫化氫含量的測定，測定范圍: 0%~100%。

術(shù)語和定義
GB/T 20604 界定的術(shù)語和定義適用于本文件。

原理
用過量的乙酸鋅溶液吸收氣樣中的硫化氫，生成硫化鋅沉淀。加入過量的碘溶液以氧化生成的硫化鋅，剩余的碘用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。根據(jù)硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗量計算硫化氫含量。

試劑和材料
除非另有規(guī)定，僅使用分析純試劑。
水，GB/T 6682 中的三級。
重鉻酸鉀，基準(zhǔn)試劑，推薦使用純度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。
五水合硫代硫酸鈉。
無水硫代硫酸鈉。
碘。
碘化鉀。
可溶性淀粉。
無水碳酸鈉。
乙酸鋅。
乙醇: 質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于95%。
鹽酸。
硫酸。
冰乙酸。
氫氧化鉀: 化學(xué)純。
氮氣體積分?jǐn)?shù)不低于99.9%。
氫氧化鉀溶液(200g/L)。稱取200g氫氧化鉀，溶于1L水中。
鹽酸溶液(1+2)。
鹽酸溶液(1+11)。
硫酸溶液(1+8)。
乙酸鋅溶液(5g/L)。稱取6g乙酸鋅，溶于500mL水中。滴加1滴～ 2滴冰乙酸并攪動至溶液變清亮，加入30mL乙醇，稀釋至1L。
碘儲備溶液(50g/L)。稱取50g碘和150g碘化鉀，溶于200mL水中，加入1mL鹽酸，加水稀釋至1L，儲存于棕色試劑瓶中。
碘溶液(2.5g/L)。取碘儲備溶液稀釋配制。
淀粉指示液(5g/L)。稱取1g可溶性淀粉，加入10mL水，攪拌下注入200mL沸水中，再微沸2min，冷卻后，將清液傾入試劑瓶中備用。該溶液于使用前制備。
硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液[c(Na₂S₂O₄)=0.1mol/L]。有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或按下列方式配制和標(biāo)定。
a) 配制。稱取26g五水合硫代硫酸鈉或16g無水硫代硫酸鈉，加0.2g無水碳酸鈉，溶于1L水中。緩緩煮沸10min，冷卻，儲存于棕色試劑瓶中，放置14d，傾取清液標(biāo)定后使用。
b) 標(biāo)定。稱取在120°C烘至恒重的重鉻酸鉀0.18g，稱準(zhǔn)至0.0002g，置于500mL 碘量瓶中，加入25mL水和2g碘化鉀，搖動，使固體溶解后，加入20mL鹽酸溶液或硫酸溶液。立即蓋上瓶塞，輕輕搖動后，置于暗處10min。加入150mL水，用硫代硫酸鈉溶液(0.1mol/L)滴定。近終點時，加入2mL~3mL淀粉指示液，繼續(xù)滴定至溶液由藍(lán)色變?yōu)榱辆G色。同時做空白試驗。硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液的濃度按式(1)計算:

式中:
c ——硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液的濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；
m ——重鉻酸鉀的質(zhì)量，單位為克(g)；
V₁——試液滴定時硫代硫酸鈉溶液補正到20°C的消耗量(補正值按 GB/T 601 計算)，單位為毫升(mL)；
V2——空白滴定時硫代硫酸鈉溶液補正到20°C的消耗量(補正值按 GB/T 601 計算)，單位為毫升(mL)；
c) 2人分別標(biāo)定的硫代硫酸鈉溶液的濃度相差不應(yīng)超過0.0002mol/L。
硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液[c(Na₂S₂O₄)=0.01mol/L]。有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或取新標(biāo)定過的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液，用新煮沸井冷卻的水準(zhǔn)確稀釋配制。

儀器
定量管: 見圖1，容積及相應(yīng)的尺寸見表1，其容積經(jīng)檢定/校準(zhǔn)，或按照附錄A進(jìn)行校核。
稀釋器: 見圖2。
吸收器: 吸收器I，內(nèi)附玻璃孔板，板上均勻分布有20個直徑為0.5mm~1mm的孔，見圖3；吸收器II，由錐形瓶和鼓泡管組成，沿鼓泡管扁球泡底部共有10個直徑為0.5mm~1mm的孔，其中4個均勻分布在底部平面，6個均勻分布在底部邊緣，見圖4。







吸收器架: 見圖5。


濕式氣體流量計: 分度值0.01L，示值最大允許誤差±1%。
自動滴定儀或棕色滴定管: 量管容量25mL和50mL。
溫度計: 測定范圍0°C～50°C，分度值0.5°C。
大氣壓力計: 空盒壓力表和高原型空盒氣壓表?？蘸袎毫Ρ恚瑴y量范圍80kPa~106kPa，分度值0.1kPa；高原型空盒氣壓表: 測量范圍50kPa~102kPa，分度值0.2kPa。
醫(yī)用注射器: 2mL、5mL、10mL、20mL、50mL和100mL各一支，應(yīng)有良好的密封性，其容積經(jīng)檢定/校準(zhǔn)，或者按照附錄A進(jìn)行校核。醫(yī)用注射器作為附錄B的取樣儀器。
針形閥。
螺旋夾。

試驗步驟
一般要求
取樣用材料應(yīng)符合 GB/T 13609 的規(guī)定。
硫化氫，取樣時安全注意事項應(yīng)按 SY/T 6277 的規(guī)定執(zhí)行。
硫化氫的吸收應(yīng)在取祥現(xiàn)場完成。
每次試樣參考用量的選擇見表2。




取樣和吸收
硫化氫含量高于0.5％的氣體
取樣
取樣步驟如下:
a) 用短節(jié)膠管依次將取樣閥、轉(zhuǎn)子流量計、定量管和裝氫氧化鉀溶液的洗瓶連接；
b) 打開定量管活塞，緩緩打開取樣閥，使氣體以1L/min~2L/min的流量通過定量管；
c) 待通氣的氣量達(dá)到15倍～20倍定量容積后，依次關(guān)閉取樣閥和定量管活塞；
d) 記錄取樣點的環(huán)境溫度和大氣壓力。
吸收
吸收裝置見圖6，吸收步驟如下:
a) 于吸收器I中加入50mL乙酸鋅溶液；
b) 用洗耳球在吸收器人口輕輕地鼓動，使一部分溶液進(jìn)人玻璃孔板下部的空間；
c) 用洗耳球吹出定量管兩端玻璃管中可能存在的硫化氫；
d) 用短節(jié)膠管將圖6中各部分緊密對接；
e) 打開定量管活塞，
f) 緩緩打開針形閥，以300mL/min~500mL/min的流量通入氮氣，20min后停止通氣。


對于硫化氫含量高于0.5％的氣體的快速測定按附錄B規(guī)定的步驟進(jìn)行。
硫化氫含量不高于0.5％的氣體
吸收裝置見圖7。取樣和吸收同時進(jìn)行，步驟如下:
a) 于吸收器I中加入50mL乙酸鋅溶液；
b) 用洗耳球在吸收器入口輕輕地鼓動，使一部分溶液進(jìn)入玻璃孔板下部的空間；
c) 用短節(jié)膠管將圖7中各部分緊密對接；
d) 全開螺旋夾；
e) 緩緩打開取樣閥，用待分析氣經(jīng)排空管充分置換取樣導(dǎo)管內(nèi)的氣體
f) 記錄流量計讀數(shù)，作為取樣的初始讀數(shù)；
g) 調(diào)節(jié)螺旋夾使氣體以表2的流量通過吸收器；
h) 吸收過程中分3次～4次記錄氣體的溫度；
i) 待通過表2中規(guī)定量的氣樣后，關(guān)閉取樣閥；
j) 記錄取樣體積、氣體平均溫度和大氣壓力。
在取祥和吸收過程中應(yīng)避免日光直射。
當(dāng)硫化氫含量不大于30mg/m³時，可選用吸收器II進(jìn)行取樣吸收。


滴定
滴定步驟如下:
a) 取下吸收器，用吸量管加入10mL碘溶液；
b) 再加入10mL鹽酸溶液，裝上吸收器頭；
c) 用洗耳球在吸收器入口輕輕地鼓動溶液，使之混合均勻；
d) 待反應(yīng)2min~3min后，將溶液轉(zhuǎn)移進(jìn)250mL碘量瓶中；
e) 用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定；
f) 近終點時，加入1mL~2mL淀粉指示液；
g) 繼續(xù)滴定至溶液藍(lán)色消失。
按同樣的步驟做空白試驗。
滴定應(yīng)在無日光直射的環(huán)境中進(jìn)行。
采用吸收器ll取樣吸收的樣品不轉(zhuǎn)移直接滴定。

試驗數(shù)據(jù)處理
氣樣校正體積的計算
定量管計量的氣樣校正體積
定量管計量時氣樣校正體積(Va)按式(2)計算:

式中:
Va——定量行計量的氣樣校正體積，單位為毫升(mL)；
V ——定量管容積，單位為毫升(mL)；
P ——取樣點的大氣壓力，單位為千帕(kPa)；
t ——取樣點的環(huán)境溫度，單位為攝氏度(°C)。
流量計計量的氣樣校正體積
流量計計量時氣樣校正體積(Va)按式(3)計算:

式中:
Va——定量管計量的氣祥校正體積，單位為毫升(mL)；
V ——取樣體積，單位為毫升(mL)；
P ——取樣時的大氣壓力，單位為千帕(kPa)；
Pv——溫度t時水的飽和蒸氣壓，單位為千帕(kPa)；
t ——氣樣平均溫度，單位為攝氏度(°C)。
硫化氫含量的計算
質(zhì)量濃度(ρ)按式(4)計算:

體積分?jǐn)?shù)(φ)按式(5)計算:

式中:
ρ ——硫化氫質(zhì)量濃度，單位為克每立方米(g/m³)；
φ ——硫化氫體積分?jǐn)?shù)，％；
c ——硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；
V₁——空白滴定時硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗量，單位為毫升(mL)；
V2 ——樣品滴定時硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗量，單位為毫升(mL)；
V_n——氣樣校正體積，單位為毫升(mL)。
取2個平行測定結(jié)果的算術(shù)平均值作為分析結(jié)果，所得結(jié)果不小于1％或10mg/m³時保留三位有效數(shù)字，小于1％或10mg/m³時保留兩位有效數(shù)字。


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