石油產品硫含量測定儀是用于檢測汽油、柴油、潤滑油、重油等石油產品中硫元素含量的專用設備,常見測定原理包括紫外熒光法、庫侖滴定法、X 射線熒光法(EDXRF),不同原理儀器的操作流程存在差異,但核心邏輯均圍繞 “儀器校準→樣品處理→檢測分析→數據輸出" 展開。以下是通用使用方法及分原理詳細操作步驟,同時包含關鍵注意事項,確保檢測準確性與安全性。
一、操作前準備(通用要求)
在啟動儀器前,需完成基礎檢查與準備,避免因設備或樣品問題導致數據偏差:
儀器狀態檢查
電源:確認主機、輔助設備(如燃燒爐、載氣發生器、電腦)供電正常,電源線無破損。
氣路:檢查載氣(如氮氣、氧氣,根據方法要求)鋼瓶壓力(通常≥0.5MPa),氣路管線無泄漏(可用肥皂水涂抹接口處檢測),流量計顯示正常。
試劑 / 耗材:庫侖法需檢查電解液(如碘化鉀 - 冰乙酸溶液)是否澄清、無沉淀,若渾濁需更換;紫外熒光法需確認反應室無殘留污染物;X 射線熒光法需檢查樣品杯(一次性聚乙烯杯)、薄膜(聚丙烯膜)是否完好。
樣品準備
取樣:按石油產品取樣標準(如 GB/T 4756)采集代表性樣品,避免樣品中混入水分、雜質(若有雜質,需用 0.45μm 濾膜過濾)。
預處理:粘稠樣品(如重油、潤滑油)需在 60-80℃水浴中加熱融化,攪拌均勻后冷卻至室溫,避免高溫導致樣品揮發;易揮發樣品(如汽油)需在密閉容器中冷卻,防止組分損失。
環境要求
溫度:保持實驗室溫度 20-25℃(波動≤±2℃),避免高溫影響檢測器靈敏度(如熒光檢測器、X 射線探測器)。
濕度:相對濕度≤65%,潮濕環境可能導致電路故障或樣品吸潮。
通風:庫侖法、紫外熒光法需開啟通風櫥,排出燃燒產生的 SO?、CO?等有害氣體,避免人員中毒或儀器腐蝕。
二、分原理儀器操作步驟
不同原理的測定儀核心部件與操作流程差異較大,以下為三類主流儀器的詳細步驟:
1. 紫外熒光法硫含量測定儀(常用標準:GB/T 11140、ASTM D5453)
原理:樣品在高溫燃燒爐中(900-1100℃)與氧氣反應,硫元素轉化為 SO?;SO?進入熒光檢測器,受紫外光激發產生熒光,熒光強度與硫含量成正比,通過標準曲線計算樣品硫含量。
操作步驟:
開機與預熱
依次開啟載氣發生器(氮氣純度≥99.999%、氧氣純度≥99.5%)、燃燒爐、主機、電腦軟件,設置燃燒爐溫度(根據樣品類型:汽油 900℃、柴油 1000℃、重油 1100℃),預熱 30-60 分鐘,直至溫度穩定、載氣流量(氮氣 50-100mL/min,氧氣 200-300mL/min)達標。
儀器校準
選擇 3-5 個已知硫含量的標準樣品(如 1mg/kg、10mg/kg、100mg/kg、1000mg/kg),覆蓋待測樣品的硫含量范圍。
用微量注射器(如 10μL、50μL)吸取標準樣品,注入進樣器(進樣速度需均勻,避免樣品飛濺),啟動檢測程序。
軟件自動記錄標準樣品的熒光信號強度,生成 “硫含量 - 熒光強度" 標準曲線,校準相關系數需≥0.999,否則需重新校準。
樣品檢測
用干凈微量注射器吸取待測樣品(取樣體積與標準樣品一致,如 10μL),若樣品粘稠,需用專用進樣針(帶加熱功能)避免堵塞。
將樣品注入進樣器,點擊軟件 “樣品檢測",儀器自動完成燃燒、SO?傳輸、熒光檢測,過程中觀察燃燒爐是否有黑煙(若有,需增大氧氣流量,避免燃燒不全)。
數據處理
檢測完成后,軟件根據標準曲線自動計算樣品硫含量,顯示結果(如 mg/kg 或 %),同時記錄平行樣(通常做 2-3 次平行實驗)的相對偏差,要求≤5%(低硫樣品≤10%)。
關機維護
先停止進樣,關閉燃燒爐,繼續通載氣 10-15 分鐘,待爐溫降至 300℃以下,再關閉載氣發生器、主機、電腦。
用脫脂棉蘸乙醇擦拭進樣口、反應室,清理燃燒管內殘留積碳(若有積碳,可用專用清理棒或灼燒法去除)。
2. 庫侖滴定法硫含量測定儀(常用標準:GB/T 17606、ASTM D2622)
原理:樣品在裂解管中(800-900℃)與氮氣 - 氧氣混合氣體燃燒,硫轉化為 SO?;SO?進入電解池,與電解液(碘化鉀 - 冰乙酸溶液)中的 I??反應,消耗的 I??通過電解補充,電解電量與硫含量成正比(法拉第定律)。
操作步驟:
開機與電解液準備
開啟主機、裂解爐、攪拌器,設置裂解爐溫度(輕質油 800℃、重質油 900℃),預熱 40 分鐘。
配制電解液:稱取 5g 碘化鉀、5g 溴化鉀,溶于 1000mL 冰乙酸中,攪拌至全溶解,倒入電解池(液面需沒過電極),開啟攪拌器(轉速適中,避免氣泡產生)。
電解池平衡
點擊軟件 “電解平衡",儀器自動電解電解液,生成 I??,直至電解液達到穩定電位(通常需 5-10 分鐘),此時電解電流趨近于 0,顯示 “平衡完成"。
校準與樣品檢測
校準:用微量注射器注入已知硫含量的標準樣品(如 50μg 硫的標準油),啟動檢測,軟件記錄電解電量,計算校準系數(若偏差>3%,需重新校準)。
樣品檢測:吸取待測樣品(體積根據硫含量調整,如低硫樣品取 20μL,高硫樣品取 5μL),注入裂解管進樣口(用石英棉堵住進樣口,防止樣品飛濺),啟動檢測。
觀察電解電流變化:燃燒過程中,電流會因 SO?進入而升高,電解補充 I??,待電流恢復至平衡值,檢測結束,軟件自動計算硫含量。
關機與清理
關閉裂解爐,繼續通氮氣 10 分鐘,待爐溫降至 200℃以下,關閉氣體和主機。
倒掉電解池中的電解液,用蒸餾水沖洗電解池和電極 3 次,晾干后保存;若電極表面有污垢,用細砂紙輕輕打磨后清洗。
3. X 射線熒光法硫含量測定儀(常用標準:GB/T 17040、ASTM D4294)
原理:X 射線管發射的初級 X 射線照射樣品,樣品中硫元素的原子受激發,發射特征 X 射線(熒光),特征 X 射線強度與硫含量成正比,通過標準樣品校準計算結果。
操作步驟:
開機與預熱
開啟主機、電腦軟件,X 射線管預熱 20-30 分鐘(避免突然高壓損壞 X 射線管),設置檢測參數(如管電壓 30kV、管電流 50μA,根據儀器型號調整)。
樣品制備
液體樣品:將樣品倒入一次性樣品杯(容積約 3-5mL),覆蓋聚丙烯薄膜(無褶皺、無氣泡),用壓蓋密封,放在樣品臺上。
固體樣品(如石油焦):將樣品粉碎至粒徑≤0.1mm,用壓片機壓成直徑 30mm 的圓片(壓力 10MPa,保壓 30 秒),避免樣品松散。
校準與檢測
校準:選擇與樣品基質相似的標準樣品(如液體標準油、固體標準焦),放入樣品臺,點擊 “校準",軟件記錄標準樣品的特征 X 射線強度,生成校準曲線(相關系數≥0.998)。
樣品檢測:將制備好的樣品放入樣品臺,點擊 “樣品測量",儀器自動移動樣品至檢測位置,測量時間通常為 30-60 秒(低硫樣品需延長至 2-3 分鐘,提高精度)。
數據輸出與關機
檢測完成后,軟件顯示樣品硫含量,記錄平行樣結果(相對偏差≤3%)。
關閉軟件,等待 X 射線管冷卻 10 分鐘后,關閉主機電源;清理樣品臺,丟棄用過的樣品杯和薄膜,固體樣品片按危廢處理。