石油產品硫含量測定儀是(shi)應用(yong)微庫侖分析技術，采用(yong)計算(suan)機控制微庫侖滴(di)定(ding)的(de)產品，具有性(xing)能可(ke)(ke)靠、操作簡易、穩定(ding)性(xing)好、便于安裝等(deng)(deng)特點，可(ke)(ke)用(yong)于石油(you)化工(gong)產品中微量硫、氯含量的(de)分析，廣泛應用(yong)于石油(you)、化工(gong)、科研等(deng)(deng)部門。

石油產品硫含量測定儀以WindowsXP操(cao)作系統為(wei)工作平臺，其(qi)友好的用戶(hu)界面(mian)使分(fen)析(xi)(xi)人(ren)員(yuan)操(cao)作更(geng)為(wei)方便(bian)、快捷。在系統分(fen)析(xi)(xi)過程中，操(cao)作條件(jian)﹑分(fen)析(xi)(xi)參數和(he)分(fen)析(xi)(xi)結(jie)(jie)果(guo)均(jun)在顯示器上直接(jie)顯示，并根據(ju)需要(yao)可將參數、結(jie)(jie)果(guo)進行存盤和(he)打印，以便(bian)日后調(diao)用、存檔。

二、工 作 原 理

由進樣器(qi)(qi)、裂解(jie)爐、電(dian)解(jie)池、庫侖(lun)放(fang)大器(qi)(qi)、D/A轉換器(qi)(qi)、計算機及溫(wen)度流(liu)量控制器(qi)(qi)等(deng)部分組成。其(qi)高(gao)靈敏(min)度和快速響(xiang)應是(shi)由庫侖(lun)放(fang)大器(qi)(qi)零平衡原理以及合適的電(dian)解(jie)池和電(dian)解(jie)液相(xiang)結(jie)合而達到的。

儀器設(she)計原理如圖(tu)1所示：

圖1 儀器設計原理圖

在(zai)電解(jie)池中，參(can)考電極(ji)和(he)(he)測量電極(ji)組(zu)成指示電極(ji)對(dui)，發生(sheng)(sheng)陰極(ji)和(he)(he)發生(sheng)(sheng)陽極(ji)組(zu)成電解(jie)電極(ji)對(dui)。電解(jie)液中的離子存在(zai)離解(jie)平(ping)衡，即：

3I- - 2e ? I3- (硫檢測)

此時，測量電(dian)極(ji)表面會形(xing)成一個(ge)穩定(ding)的電(dian)極(ji)電(dian)位，從而與(yu)參考電(dian)之間形(xing)成一相對穩定(ding)的電(dian)位差ΔΕ。指示(shi)電(dian)極(ji)對將這(zhe)一ΔΕ信號(hao)(hao)提供(gong)給放(fang)大器(qi)(qi)，然后(hou)由數(shu)模轉換器(qi)(qi)（D/A）提供(gong)一反向外加偏壓(ya)。當二個(ge)電(dian)壓(ya)相等時，則輸入(ru)到(dao)放(fang)大器(qi)(qi)中的信號(hao)(hao)為(wei)零，那么放(fang)大器(qi)(qi)輸出也為(wei)零，此時，在電(dian)解(jie)電(dian)極(ji)對間就沒有(you)電(dian)流(I)流過，儀器(qi)(qi)處(chu)于(yu)平衡狀態：

E測(ce) - E參 ＝ E偏

△E ＝ 0

I ＝ 0

用微量注射器(qi)或(huo)(huo)者載舟進樣(yang)(yang)器(qi)將石油產品(pin)、有(you)機化(hua)(hua)合(he)物或(huo)(huo)無機化(hua)(hua)合(he)物樣(yang)(yang)品(pin)送入石英(ying)裂解(jie)管(guan)，在通有(you)載氣（氬氣或(huo)(huo)氮氣）和助燃氣(氧氣)的(de)情況(kuang)下,在700-900℃的(de)高溫下，樣(yang)(yang)品(pin)迅速分解(jie)，樣(yang)(yang)品(pin)中的(de)硫或(huo)(huo)氯元素與氧氣反應被轉化(hua)(hua)為(wei)二(er)氧化(hua)(hua)硫(SO2)或(huo)(huo)氯化(hua)(hua)氫(HCl)：

S + O2 = SO2

CxHy-Cl + O2 → HCl + CO2 + H2O

并被(bei)載氣帶入電解池(chi)，與(yu)電解液(ye)中的I3-離子(硫檢(jian)測(ce))發生反應，致使電解液(ye)中I3-離子或Ag+濃度降低，從而使得測(ce)量電極(ji)電位也發生了變(bian)化，其結果造成指示電極(ji)對的輸出(chu)與(yu)儀器所(suo)給(gei)定(ding)偏壓(ya)值不(bu)平衡(heng)，信號△E不(bu)再為(wei)零(ling)：

SO2+I3-+2H2O→SO42-+3I-+4H+（硫檢測）

Cl- + Ag+ = AgCl（氯(lv)檢測）

E參十E測≠E偏

△E≠ 0

此時放(fang)大器有了輸入，隨之(zhi)由放(fang)大器供給電解(jie)電極(ji)對一(yi)個放(fang)大的電壓，并(bing)有一(yi)相(xiang)對應于△E量的電流(I)流過電解(jie)電極(ji)對，電解(jie)陽(yang)極(ji)則電解(jie)產生相(xiang)應的I3-離子(硫檢測)以補(bu)充(chong)被反應消耗掉的離子。

3I- - 2e → I3- (硫檢測)

這(zhe)一過程將連續(xu)進行，直至產生足(zu)夠的(de)滴(di)定離(li)子，使電解液中滴(di)定離(li)子的(de)濃度恢(hui)復(fu)到(dao)初始狀態。計算補充被消耗的(de)I3-離(li)子(硫檢(jian)測)所需的(de)電量，根據法拉第電解定律，即可求出樣品中的(de)硫含量。

三、技 術 指 標

1． 測量范圍：

硫含量(liang)：0.2 mg/L ~ 10000 mg/L（高于5000mg/L可(ke)稀釋）

2． 儀器準確度：

（1）濃度為 0.1mg/L~1.0mg/L時，誤(wu)差：≤±0.1 mg/L

（2）濃度為 1.0mg/L~10mg/L時(shi)，相對誤差：≤10%

（3）濃度為 10mg/L以上時，相(xiang)對誤差：≤5%

3． 發(fa)生電(dian)流：zui大(da)：±2mA

4． 放大器輸出電壓：zui大：±30V

5． 給定偏(pian)壓范圍：0~500mV，連續(xu)可調

6． 控溫范圍及(ji)精度：室溫~1000℃，±1%±5℃

四、儀器組成

儀(yi)器由(you)計(ji)算(suan)機、微庫侖(lun)硫氯測定儀(yi)主機、溫度流量控制器、滴定池、攪拌器、進(jin)樣器等(deng)部分(fen)組成。

1. 主機

微庫侖(lun)硫氯測定(ding)儀(yi)主機(ji)是(shi)進(jin)行數(shu)據采(cai)集(ji)、信(xin)號放(fang)大和數(shu)據處(chu)理的關鍵部(bu)件(jian)，是(shi)整個(ge)儀(yi)器的核心。

2. 溫度流量控(kong)制器

溫度流(liu)(liu)(liu)量控(kong)(kong)制(zhi)器(qi)由(you)兩段控(kong)(kong)溫的(de)高溫裂解爐及(ji)相(xiang)應(ying)的(de)控(kong)(kong)制(zhi)電路和氣(qi)體(ti)調(diao)節(jie)流(liu)(liu)(liu)量計組成。其前面(mian)板(ban)(ban)上有(you)兩個氣(qi)體(ti)流(liu)(liu)(liu)量計及(ji)控(kong)(kong)制(zhi)相(xiang)應(ying)氣(qi)體(ti)流(liu)(liu)(liu)量大(da)小(xiao)(xiao)的(de)針型閥(fa)調(diao)節(jie)旋鈕，反應(ying)氣(qi)和載氣(qi)由(you)后(hou)面(mian)板(ban)(ban)接(jie)入，通過(guo)調(diao)節(jie)旋鈕調(diao)節(jie)其流(liu)(liu)(liu)量大(da)小(xiao)(xiao)，并由(you)氣(qi)體(ti)流(liu)(liu)(liu)量計直接(jie)讀出。接(jie)入氣(qi)體(ti)的(de)壓力控(kong)(kong)制(zhi)在100～200 kPa左右，反應(ying)氣(qi)和載氣(qi)分別為(wei)普氧(yang)、普氮。氣(qi)體(ti)流(liu)(liu)(liu)量調(diao)節(jie)旋鈕，即針形閥(fa)只(zhi)供調(diao)節(jie)流(liu)(liu)(liu)量大(da)小(xiao)(xiao)，不可作為(wei)氣(qi)體(ti)流(liu)(liu)(liu)量的(de)開關(guan)(guan)，以防(fang)止損壞。實驗(yan)完(wan)畢后(hou)，必須將氣(qi)體(ti)總(zong)閥(fa)關(guan)(guan)閉(bi)。

（注(zhu)：以下所提(ti)到的工作參數(shu)和操(cao)作條件，均以分析硫(liu)含(han)量為例）

3. 電解池（又名滴定(ding)池）

電解池(chi)的結構示(shi)意圖如(ru)下(xia)圖所示(shi)，根據不同測量要(yao)求分為硫電解池(chi)和(he)氯電解池(chi)(詳(xiang)見“電解池(chi)的操作")。

電解池結構示意圖

4． 攪拌器：

攪拌器(qi)是放置電解池的(de)裝置，外(wai)殼應(ying)保持良好的(de)接地(di)，避光(guang)和屏蔽(bi)。

樣品燃燒后的產物(wu)被氣(qi)流帶入電(dian)解(jie)池后，要保證(zheng)其與電(dian)解(jie)液中滴定劑之間進(jin)行快速(su)和(he)充分(fen)接觸，這種工(gong)作是(shi)通過磁力(li)攪(jiao)拌器來完成的。

攪(jiao)拌時，速(su)度不宜過快或過慢，以電解(jie)液產生微小旋渦(wo)為(wei)宜。同(tong)時，應(ying)把滴定(ding)池(chi)放在磁鋼的正(zheng)上方，以免攪(jiao)拌棒碰撞電解(jie)池(chi)池(chi)壁或者池(chi)內(nei)電極片(pian)。

5. 進樣器：

進樣(yang)(yang)(yang)器(qi)能自(zi)動(dong)把(ba)樣(yang)(yang)(yang)品注入石(shi)英裂解管中，它可以自(zi)由調節進樣(yang)(yang)(yang)速度和行程，滿(man)足不同樣(yang)(yang)(yang)品的(de)分(fen)析要求(qiu)。固態(tai)樣(yang)(yang)(yang)品和氣態(tai)樣(yang)(yang)(yang)品的(de)分(fen)析需選配相對應的(de)進樣(yang)(yang)(yang)器(qi)。

（1）液體進(jin)(jin)樣器由單片機控制(zhi)步進(jin)(jin)電機來(lai)帶(dai)動絲桿(gan)進(jin)(jin)行樣品的注(zhu)入。當進(jin)(jin)樣（按前進(jin)(jin)鍵(jian)）完畢后，絲桿(gan)自動后退(tui)。通過(guo)調節兩組(zu)撥盤(pan)開(kai)關來(lai)設定(ding)絲桿(gan)的進(jin)(jin)程和(he)速度(du)。一般情況(kuang)下，進(jin)(jin)程和(he)速度(du)分別設為3檔(dang)和(he)4檔(dang)。

（2）對氣體樣(yang)品(pin)(pin)通(tong)常用1-10mL的注射器(qi)進行樣(yang)品(pin)(pin)注入。用注射器(qi)取樣(yang)時(shi)，取樣(yang)速度(du)要快，以(yi)防(fang)氣體從針頭跑出。在進樣(yang)時(shi)速度(du)不(bu)宜太(tai)快，以(yi)保證較高的氧分壓，讓樣(yang)品(pin)(pin)*燃燒(shao)，防(fang)止裂解管壁形(xing)成(cheng)積炭。或(huo)用氣體進樣(yang)器(qi)來實現樣(yang)品(pin)(pin)的進樣(yang)。

（3）對(dui)于(yu)固體和(he)高沸點(dian)的(de)粘稠液(ye)體試樣(yang)不適宜(yi)用注射器進(jin)(jin)(jin)樣(yang)時(shi)，可使(shi)用帶(dai)進(jin)(jin)(jin)樣(yang)舟(zhou)(zhou)的(de)固體進(jin)(jin)(jin)樣(yang)器進(jin)(jin)(jin)樣(yang)。進(jin)(jin)(jin)樣(yang)時(shi)先(xian)利用推(tui)動棒將樣(yang)品送到裂解(jie)管(guan)預熱部位，待(dai)(dai)30～60秒后，再將進(jin)(jin)(jin)樣(yang)舟(zhou)(zhou)推(tui)至裂解(jie)爐中心部位讓樣(yang)品進(jin)(jin)(jin)行(xing)裂解(jie)，裂解(jie)產物由(you)載氣帶(dai)入(ru)電解(jie)池進(jin)(jin)(jin)行(xing)滴定(ding)(ding)。然(ran)后將進(jin)(jin)(jin)樣(yang)舟(zhou)(zhou)拖(tuo)至裂解(jie)管(guan)入(ru)口附近冷(leng)卻(que)，等(deng)待(dai)(dai)進(jin)(jin)(jin)行(xing)下一(yi)次(ci)樣(yang)品測定(ding)(ding)。

6．石英裂解管：

裂解(jie)管由(you)石(shi)英制成，它的(de)作用(yong)是(shi)將(jiang)樣品中的(de)有機硫、氯(lv)和碳氫各(ge)元素(su)分別(bie)轉變為能與電解(jie)液中滴定離子發生(sheng)(sheng)作用(yong)的(de)SO2、HCl和不發生(sheng)(sheng)反應(ying)的(de)CO2、H2O等化合(he)物。

裂解(jie)管(guan)入(ru)口用(yong)硅橡膠(jiao)墊(dian)(dian)(dian)堵(du)上，樣(yang)品(pin)經注射(she)器穿過硅橡膠(jiao)墊(dian)(dian)(dian)，在裂解(jie)管(guan)入(ru)口處汽(qi)化(hua)，氮氣(qi)通過靠近硅橡膠(jiao)墊(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)螺(luo)旋管(guan)經過預熱后(hou)，進入(ru)汽(qi)化(hua)室與樣(yang)品(pin)氣(qi)相混(hun)(hun)合(he)，再通過噴(pen)嘴進入(ru)燃燒室，并與另一側管(guan)供給的(de)(de)(de)氧(yang)氣(qi)混(hun)(hun)合(he)發生(sheng)燃燒。由(you)于設計有較大的(de)(de)(de)汽(qi)化(hua)室既保證了(le)樣(yang)品(pin)可(ke)*汽(qi)化(hua)，又可(ke)使樣(yang)品(pin)得(de)到(dao)足夠的(de)(de)(de)稀釋，以較快的(de)(de)(de)流速通過噴(pen)嘴與氧(yang)氣(qi)充分混(hun)(hun)合(he)燃燒得(de)到(dao)較高的(de)(de)(de)SO2或HCl的(de)(de)(de)轉化(hua)率(lv)。

1．儀器安(an)裝的(de)供電要求

交流電壓：220V±20V；頻率(lv)：50Hz±0.5Hz

儀器安裝應避免與大功率(lv)高(gao)頻電(dian)子設備(bei)接在同一電(dian)源上。

儀(yi)器(qi)應安裝在接地電阻小于5Ω的工作臺(tai)上。

2．儀器安(an)裝(zhuang)的環境要(yao)求

環境溫度：0 ～ 40℃