石蠟油硫含量測定是應用微(wei)庫(ku)侖(lun)分析技(ji)術，采用計(ji)算機控制(zhi)微(wei)庫(ku)侖(lun)滴定(ding)的(de)產品，具有(you)性能可(ke)靠(kao)、操(cao)作簡易、穩定(ding)性好、便于(yu)(yu)安裝等特點(dian)，可(ke)用于(yu)(yu)石油化工產品中微(wei)量(liang)硫(liu)、氯(lv)含量(liang)的(de)分析，廣泛應用于(yu)(yu)石油、化工、科研等部門。

石蠟油硫含量測定以WindowsXP操(cao)作(zuo)系統(tong)為工作(zuo)平臺，其友(you)好的用戶界(jie)面使分析人(ren)員操(cao)作(zuo)更為方便、快捷。在(zai)系統(tong)分析過(guo)程中，操(cao)作(zuo)條件﹑分析參數和分析結(jie)果均在(zai)顯示(shi)器上直接(jie)顯示(shi)，并(bing)根據需要可將(jiang)參數、結(jie)果進行存(cun)盤和打印，以便日后(hou)調用、存(cun)檔(dang)。

二、工 作 原 理

由(you)進樣器(qi)、裂(lie)解(jie)爐、電解(jie)池、庫侖(lun)放(fang)大(da)器(qi)、D/A轉換(huan)器(qi)、計(ji)算機(ji)及溫度流量控制器(qi)等部分(fen)組成。其高(gao)靈敏度和快速響應是由(you)庫侖(lun)放(fang)大(da)器(qi)零平衡原理以及合適的電解(jie)池和電解(jie)液相結合而達到的。

儀器(qi)設計(ji)原理如(ru)圖1所示：

                                             圖1 儀器設計原理(li)圖

在(zai)電(dian)解(jie)池中，參考(kao)電(dian)極和(he)測量電(dian)極組(zu)成指示電(dian)極對，發(fa)生陰極和(he)發(fa)生陽極組(zu)成電(dian)解(jie)電(dian)極對。電(dian)解(jie)液中的離子存在(zai)離解(jie)平衡，即：

3I- - 2e ? I3- (硫(liu)檢測)

此時(shi)，測量電(dian)(dian)極表面會形(xing)(xing)成(cheng)一個穩定的電(dian)(dian)極電(dian)(dian)位(wei)，從(cong)而與(yu)參考電(dian)(dian)之間形(xing)(xing)成(cheng)一相對穩定的電(dian)(dian)位(wei)差ΔΕ。指示(shi)電極對將這一(yi)ΔΕ信(xin)號(hao)提供(gong)給(gei)放(fang)大器，然后由數模轉換器（D/A）提供(gong)一(yi)反(fan)向外加偏壓。當二個電壓相等時，則輸(shu)入到放(fang)大器中的信(xin)號(hao)為零，那么(me)放(fang)大器輸(shu)出也為零，此時，在電解電極對間就沒(mei)有電流(liu)(I)流(liu)過(guo)，儀器處于平衡狀態(tai)：

E測 - E參 ＝ E偏

△E ＝ 0

I ＝ 0

用(yong)微量注射器或(huo)者載舟進樣器將石油產品、有機化合物或(huo)無機化合物樣品送入(ru)石英裂(lie)解(jie)管，在(zai)通有載氣（氬氣或(huo)氮氣）和(he)助(zhu)燃氣(氧(yang)(yang)氣)的(de)情(qing)況下,在(zai)700-900℃的(de)高溫下，樣品迅速(su)分解(jie)，樣品中的(de)硫或(huo)氯元(yuan)素(su)與氧(yang)(yang)氣反應被(bei)轉化為二氧(yang)(yang)化硫(SO2)或(huo)氯化氫(HCl)：

S + O2 = SO2

CxHy-Cl + O2 → HCl + CO2 + H2O

并被載氣帶入電解池，與電解液中的(de)I3-離(li)子(硫檢測)發(fa)生(sheng)反應(ying)，致使電解液中I3-離子或(huo)Ag+濃度降低，從(cong)而使得測量(liang)電(dian)極電(dian)位也發生了變化，其結果造成指示電(dian)極對的輸出(chu)與儀器所給定(ding)偏壓值(zhi)不(bu)平衡，信號△E不(bu)再(zai)為零：

SO2+I3-+2H2O→SO42-+3I-+4H+（硫檢(jian)測）

Cl- + Ag+ = AgCl（氯檢(jian)測(ce)）

E參十(shi)E測≠E偏

△E≠ 0

此時放大器(qi)(qi)有(you)了輸入(ru)，隨之由放大器(qi)(qi)供給電(dian)解(jie)電(dian)極(ji)對(dui)一個(ge)放大的電(dian)壓，并有(you)一相對(dui)應于△E量(liang)的電(dian)流(I)流過電(dian)解(jie)電(dian)極(ji)對(dui)，電(dian)解(jie)陽極(ji)則(ze)電(dian)解(jie)產生相應的I3-離子(硫檢測)以補充被反(fan)應消耗掉(diao)的離子。

3I- - 2e → I3- (硫(liu)檢(jian)測)

這一過(guo)程(cheng)將(jiang)連續進行，直至產(chan)生足夠(gou)的滴定(ding)離(li)子，使電(dian)解(jie)液中滴定(ding)離(li)子的濃度恢復到(dao)初始狀態。計(ji)算補充被消(xiao)耗的I3-離子(zi)(硫檢測)所需的電量(liang)，根據法拉第電解(jie)定律(lv)，即可(ke)求出樣(yang)品中的硫含量(liang)。

三、技 術 指(zhi) 標

1． 測量(liang)范(fan)圍(wei)：

硫含量：0.2 mg/L ~ 10000 mg/L（高(gao)于5000mg/L可稀釋(shi)）

2． 儀(yi)器準確(que)度(du)：

（1）濃(nong)度為 0.1mg/L~1.0mg/L時，誤差：≤±0.1 mg/L

（2）濃度為 1.0mg/L~10mg/L時，相對(dui)誤差：≤10%

（3）濃度為 10mg/L以上時(shi)，相(xiang)對誤差：≤5%

3． 發生電(dian)流：zui大：±2mA

4． 放大器輸出電(dian)壓：zui大：±30V

5． 給(gei)定偏壓范(fan)圍(wei)：0~500mV，連(lian)續可(ke)調(diao)

6． 控溫范圍及(ji)精度(du)：室溫~1000℃，±1%±5℃

四、儀器組成

儀器(qi)(qi)由計算機(ji)(ji)、微庫侖硫氯測定(ding)儀主(zhu)機(ji)(ji)、溫度流量控(kong)制器(qi)(qi)、滴定(ding)池(chi)、攪拌器(qi)(qi)、進樣器(qi)(qi)等部分組(zu)成。

1. 主機

微庫侖硫氯測定儀(yi)主機是(shi)進行數據采集(ji)、信號放大和(he)數據處(chu)理的關鍵部件，是(shi)整個儀(yi)器的核心。

2. 溫(wen)度流量控制器

溫度流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)控(kong)制器由兩段控(kong)溫的(de)高溫裂解爐及相應(ying)(ying)(ying)的(de)控(kong)制電(dian)路和(he)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)調節(jie)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)組成。其(qi)前(qian)面(mian)板上(shang)有兩個氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)及控(kong)制相應(ying)(ying)(ying)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)大(da)小的(de)針(zhen)型(xing)閥(fa)調節(jie)旋鈕，反(fan)應(ying)(ying)(ying)氣(qi)(qi)(qi)和(he)載氣(qi)(qi)(qi)由后面(mian)板接入，通過調節(jie)旋鈕調節(jie)其(qi)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)大(da)小，并由氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)直接讀(du)出(chu)。接入氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)的(de)壓力控(kong)制在100～200 kPa左右，反(fan)應(ying)(ying)(ying)氣(qi)(qi)(qi)和(he)載氣(qi)(qi)(qi)分別(bie)為(wei)普氧、普氮。氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)調節(jie)旋鈕，即針(zhen)形閥(fa)只供調節(jie)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)大(da)小，不可作為(wei)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)的(de)開關，以防止(zhi)損壞。實(shi)驗(yan)完(wan)畢后，必須將氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)總閥(fa)關閉。

（注：以下所提(ti)到的工作(zuo)參數和操作(zuo)條(tiao)件，均以分析硫含量為(wei)例）

3. 電解池(chi)(chi)（又名(ming)滴(di)定池(chi)(chi)）

電(dian)解(jie)池(chi)的結(jie)構示(shi)意圖如下(xia)圖所示(shi)，根據不同測量(liang)要求分(fen)為硫電(dian)解(jie)池(chi)和氯電(dian)解(jie)池(chi)(詳見“電(dian)解(jie)池(chi)的操作")。

電(dian)解池(chi)結構示意圖  

4． 攪拌(ban)器：

攪拌器是放置電解池(chi)的裝置，外殼應保持良好的接地，避光和(he)屏蔽。

樣品燃燒后的產物被氣(qi)流帶(dai)入電(dian)解池后，要保證其與(yu)電(dian)解液中(zhong)滴定(ding)劑之間進行(xing)快速和充分接觸，這種工作是通過磁力攪(jiao)拌器來完成(cheng)的。

攪拌(ban)時(shi)，速度不(bu)宜過快或過慢，以電解(jie)(jie)液產生微小旋渦為宜。同時(shi)，應把滴定池放在(zai)磁鋼的正上方，以免攪拌(ban)棒碰撞電解(jie)(jie)池池壁(bi)或者池內電極片。

5. 進樣器：

進樣(yang)(yang)器能自(zi)動把樣(yang)(yang)品注入石英裂解管中，它可(ke)以(yi)自(zi)由調節進樣(yang)(yang)速度和(he)行程，滿足不同樣(yang)(yang)品的(de)分析(xi)要求。固(gu)態樣(yang)(yang)品和(he)氣(qi)態樣(yang)(yang)品的(de)分析(xi)需選配(pei)相對應的(de)進樣(yang)(yang)器。

（1）液(ye)體(ti)進(jin)(jin)樣(yang)器由單(dan)片機控制步進(jin)(jin)電(dian)機來帶動絲桿(gan)進(jin)(jin)行(xing)樣(yang)品(pin)的注入。當進(jin)(jin)樣(yang)（按前進(jin)(jin)鍵(jian)）完畢(bi)后，絲桿(gan)自動后退。通過調節兩(liang)組撥盤開關來設定(ding)絲桿(gan)的進(jin)(jin)程和速度(du)。一般情況(kuang)下，進(jin)(jin)程和速度(du)分別設為3檔和4檔。

（2）對氣(qi)體樣(yang)品(pin)通常用1-10mL的(de)注(zhu)射(she)器進行樣(yang)品(pin)注(zhu)入。用注(zhu)射(she)器取樣(yang)時(shi)，取樣(yang)速度(du)要快，以(yi)防氣(qi)體從針頭跑出。在進樣(yang)時(shi)速度(du)不宜太快，以(yi)保證較高的(de)氧分(fen)壓(ya)，讓(rang)樣(yang)品(pin)*燃燒(shao)，防止裂解管壁形成(cheng)積炭(tan)。或用氣(qi)體進樣(yang)器來實現樣(yang)品(pin)的(de)進樣(yang)。

（3）對于固體(ti)和高沸點的粘稠(chou)液(ye)體(ti)試樣不適(shi)宜用注射器進樣時，可使用帶(dai)進(jin)(jin)(jin)樣(yang)(yang)舟的固體(ti)進(jin)(jin)(jin)樣(yang)(yang)器(qi)進(jin)(jin)(jin)樣(yang)(yang)。進(jin)(jin)(jin)樣(yang)(yang)時先利用推動(dong)棒將(jiang)樣(yang)(yang)品送到裂(lie)(lie)(lie)解(jie)管(guan)(guan)預熱部位(wei)，待(dai)30～60秒后，再(zai)將(jiang)進(jin)(jin)(jin)樣(yang)(yang)舟推至裂(lie)(lie)(lie)解(jie)爐中心部位(wei)讓樣(yang)(yang)品進(jin)(jin)(jin)行(xing)裂(lie)(lie)(lie)解(jie)，裂(lie)(lie)(lie)解(jie)產物由載氣帶入(ru)電(dian)解(jie)池進(jin)(jin)(jin)行(xing)滴(di)定。然后將(jiang)進(jin)(jin)(jin)樣(yang)(yang)舟拖至裂(lie)(lie)(lie)解(jie)管(guan)(guan)入(ru)口附近冷卻，等待(dai)進(jin)(jin)(jin)行(xing)下一次樣(yang)(yang)品測定。

6．石英(ying)裂解管：

裂解管由石英制成，它的(de)作用是將樣品中的(de)有機硫、氯和(he)碳氫各(ge)元素(su)分別轉(zhuan)變為能與電(dian)解液中滴定離子(zi)發生作用的(de)SO2、HCl和(he)不(bu)發生反(fan)應的(de)CO2、H2O等化(hua)合物(wu)。

裂解管(guan)入口用硅(gui)(gui)橡膠(jiao)墊(dian)堵上，樣(yang)品經注射器穿(chuan)過硅(gui)(gui)橡膠(jiao)墊(dian)，在裂解管(guan)入口處(chu)汽(qi)化(hua)(hua)(hua)(hua)，氮氣(qi)通過靠近硅(gui)(gui)橡膠(jiao)墊(dian)的(de)螺旋管(guan)經過預熱后(hou)，進(jin)入汽(qi)化(hua)(hua)(hua)(hua)室(shi)與樣(yang)品氣(qi)相混(hun)合(he)(he)(he)，再通過噴(pen)嘴(zui)進(jin)入燃燒室(shi)，并(bing)與另一側管(guan)供(gong)給的(de)氧氣(qi)混(hun)合(he)(he)(he)發生燃燒。由于設(she)計有較大的(de)汽(qi)化(hua)(hua)(hua)(hua)室(shi)既(ji)保證(zheng)了樣(yang)品可*汽(qi)化(hua)(hua)(hua)(hua)，又可使(shi)樣(yang)品得到足夠(gou)的(de)稀(xi)釋，以較快的(de)流速通過噴(pen)嘴(zui)與氧氣(qi)充分混(hun)合(he)(he)(he)燃燒得到較高(gao)的(de)SO2或HCl的(de)轉化(hua)(hua)(hua)(hua)率。

1．儀器(qi)安裝的供電要求

交流(liu)電壓：220V±20V；頻率：50Hz±0.5Hz

儀器(qi)安裝(zhuang)應避免與大(da)功率(lv)高頻電子(zi)設備接在同一電源上。

儀器(qi)應安裝(zhuang)在(zai)接(jie)地電阻小于(yu)5Ω的(de)工作臺上(shang)。

2．儀器安裝的(de)環境要(yao)求

環境溫度：0 ～ 40℃