兖矿鲁南化肥厂目前运行的10万t/a合成氨Ⅱ装置、24万t/a合成氨Ⅲ装置及17万t/a低压合成甲醇装置均是以德士古煤气为原料气,净化工段采用NHD湿法脱硫/脱碳工艺。由于NHD与水有很好的互溶性,一旦系统中的H2S指标波动或NHD溶液中的水含量超标,就会导致较多的酸性气体溶解其中,使溶液呈酸性,从而对碳钢设备、管道及填料塔造成腐蚀。通过分析控制NHD脱硫液中水分含量,可有效防止H2S等酸性气体对系统的腐蚀。我厂采用卡尔·费休法测定NHD脱硫液中水分含量。
主要仪器和试剂:上海化工研究院仪表厂的KF-1型水分测定仪;上海精密科学仪器有限公司的电子分析天秤(FA2004型,精密度为
甲醇(H2O<0.05%)制备:由于甲醇在储存过程中易吸潮,如果甲醇含水量>0.05%时,则将
样品液的处理:取NHD脱硫溶液约100 mL,用洁净、干燥的G4玻璃砂芯坩埚和干燥的抽滤瓶抽滤样品溶液;抽滤结束后,先移去G4坩埚,再断开抽滤瓶水源,将抽滤液转移到干燥100 mL橡胶塞的瓶中备用。
卡尔·费休试剂滴定度的测定:通过排泄嘴将滴定容器中的残液排出后,加50 mL经过处理的甲醇于滴定器中,打开电源开关和电磁搅拌器开关,将仪器左侧控制旋钮打到测定档,慢慢滴加卡尔·费休试剂,直到电流计的指针指向设定的位置(一般为45处)并保持1 min以上不变,用注射器迅速加入10 μL纯水于滴定容器中,用待标定的卡尔·费休试剂滴定到电流计指针指向加入纯水前的位置,并保持1 min以上不变,记录消耗的卡尔·费休试剂的体积。
样品液水分的测定:打开电磁搅拌器,并保持测定卡尔·费休试剂滴定度时同样的转速;仪器左侧的控制旋钮达到测定档,用注射器移取一定量的NHD脱硫溶液,用硅胶垫封住注射器的针头,用电子天秤称量其质量,称量后的NHD脱硫溶液注入到滴定容器中,用已标定的卡尔·费休试剂滴定到终点,记录消耗的卡尔·费休试剂的体积,再称量排出NHD脱硫溶液后注射器的质量。
取净化Ⅱ和净化Ⅲ2个系统脱硫液的A#、B#试样分别用卡尔·费休试剂法、蒸馏法和气相色谱法测定NHD脱硫液中的水分含量。
测定结果表明,测定A#试样时,卡尔·费休法测定的水分平均值为3.64%,色谱法和蒸馏法测定的平均值分别为3.66%和3.63%;测定B#试样时,卡尔·费休法测定的水分平均值为4.75%,色谱法和蒸馏法测定的水分平均值分别为4.73%和4.74%。由此看出,同一试样用3种方法测定,NHD脱硫液中水分含量基本一致。但蒸馏法测定时间较长,色谱法不仅仪器昂贵,且NHD脱硫液易污染色谱柱,造成色谱寿命缩短。卡尔·费休法克服了蒸馏法和色谱法缺点,且操作简便,平行测定速度快,具有明显的优越性。
对A#、B#试样进行加标回收试验,卡尔·费休法测定NHD脱硫液中水分含量平均回收率大于99.5%,准确度高。
在采用卡尔·费休试剂测定NHD脱硫液中水分含量应注意以下事项。
1.由于卡尔·费休试剂易吸收空气中水分,所以,每次测定时要进行标定;每次测定前要检查电流计的指针指零和指满度。
2.第一次滴定到电流计的指针稳定在设定的位置时,要摇晃滴定容器使其内壁进入滴定溶液,再滴定到指针稳定在设定的位置,否则测定结果偏高。
3.试样测定时电磁搅拌器转速要与测定卡尔·费休试剂的滴定度时转速一致,否则测定结果误差增大。
4.向滴定容器内加入NHD脱硫液要快,否则滴定容器内卡尔·费休试剂吸收空气中水分,测定结果偏高。