SN/T 2382-2009 液化(huà)石油氣(qì)中微(wēi)量水(shuǐ)分(fēn)的測定(dìng) 卡(qiǎ)爾·費休法

範圍
本(běn)標準(zhǔn)規定(dìng)了(liǎo)用卡爾·費休法(庫侖法)直接(jiē)測定(dìng)液化(huà)石(shí)油(yóu)氣(qì)中微(wēi)量水(shuǐ)分(fēn)的標(biāo)準方(fāng)法。
本(běn)標準(zhǔn)適(shì)用於液(yè)化石油氣中水分含量範圍(wéi)為(wéi)5mg/m³~5000mg/m³的測定。
本標(biāo)準中體(tǐ)積計量的(dí)標準參(cān)比條件為(wéi)273.15K(0°C)，101.325kPa(1atm)。
本標準(zhǔn)不適用(yòng)於硫(liú)化(huà)氫和硫(liú)醇(chún)含(hán)量大(dà)於(yú)水含量(liáng)的(dí)20%的(dí)液(yè)化(huà)天然氣中水分(fēn)的(dí)測(cè)定。

原(yuán)理
一(yī)定(dìng)體積的(dí)液(yè)化(huà)石(shí)油氣通(tōng)入到卡(qiǎ)爾(ěr)·費(fèi)休(xiū)滴(dī)定池中，氣體(tǐ)中(zhōng)的水分(fēn)被卡爾·費休(xiū)試(shì)劑(jì)吸收。與(yǔ)水反(fǎn)應(yīng)所(suǒ)需要(yào)的碘單(dān)質(zhì)，通過碘離子在陽(yáng)極(jí)氧化產生(shēng)，消耗的電(diàn)量(liáng)與產(chǎn)生(shēng)的(dí)碘單(dān)質(zhì)的(dí)量(liáng)及與之反應的水(shuǐ)量(liáng)成正比。

反應和幹擾(rǎo)
根(gēn)據(jù) ISO 10101-1:1993 卡爾(ěr)·費(fèi)休反應(yīng)和電極(jí)反應式(shì)如(rú)下:

注(zhù): ROH一般為(wéi)甲醇，也(yě)可以用乙(yǐ)醇
，異丙醇(chún)
，2-甲(jiǎ)氧(yǎng)基乙(yǐ)醇(乙(yǐ)二(èr)醇(chún)單(dān)甲(jiǎ)基醚)替代(dài)，RN一(yī)般為吡啶(dìng)，也(yě)可用其(qí)他(tā)合適的鹼(jiǎn)性含氮(dàn)化(huà)合(hé)物替(tì)代。
液(yè)化石油(yóu)氣(qì)中含有的硫(liú)化氫(qīng)和硫醇同(tóng)樣會(huì)與卡爾·費(fèi)休(xiū)試劑發(fā)生反應(yīng)，引(yǐn)起(qǐ)結果(guǒ)的偏差(chà)。當液化(huà)氣(qì)中含有(yǒu)的硫化氫(qīng)和(hé)硫醇(chún)的(dí)濃度低於水含(hán)量(liáng)的(dí)20%時(shí)，可進(jìn)行(háng)校正(zhèng)。
液(yè)化石油氣(qì)中硫化氫和硫醇的濃(nóng)度按 BS 2000-272:2000 進行(háng)測定。

試劑和材料
除(chú)非另(lìng)有(yǒu)說(shuō)明，在分(fēn)析中(zhōng)僅使用確(què)認為分(fēn)析純的(dí)試劑(jì)和(hé)蒸餾水或(huò)去離(lí)子(zǐ)水(shuǐ)或(huò)相(xiāng)當(dāng)純(chún)度(dù)的水。
卡(qiǎ)爾·費休(xiū)試劑
卡爾·費(fèi)休試(shì)劑的(dí)典(diǎn)型組(zǔ)成(質量分數}: 34% 三(sān)氯(lǜ)甲烷，3%四氯(lǜ)甲(jiǎ)烷，22%的甲(jiǎ)醇(chún)，其餘為(wéi)二硫化(huà)碳和吡(pǐ)啶(dìng)。
其(qí)他於卡(qiǎ)爾(ěr)·費(fèi)休庫(kù)侖法的試劑(jì)也可(kě)使(shǐ)用。
參比(bǐ)溶液(yè)
水(shuǐ)和甲(jiǎ)醇(chún)的(dí)混合物，其中水含量為(wéi): 5.0mg/L(±4%)或(huò)10.0mg/L(±4%)。將(jiāng)此溶(róng)液貯(zhù)存(cún)於密封瓶(píng)中(zhōng)。
五(wǔ)氧化(huà)二(èr)磷，帶指(zhǐ)示(shì)劑(jì)。
注: 五氧化(huà)二磷(lín)中均(jūn)匀(yún)混(hùn)入(rù)少量(liáng)變(biàn)色矽膠(jiāo)起指示劑作用(yòng)，另外(wài)，為防(fáng)止(zhǐ)五氧(yǎng)化二磷(lín)吸水後(hòu)結(jié)塊和(hé)便(biàn)於(yú)裝置(zhì)的(dí)拆裝，可(kě)以均匀(yún)混(hùn)入少(shǎo)量潔(jié)淨幹(gān)燥的石(shí)英(yīng)砂(shā)。
注射(shè)器(qì): 10μL。

儀(yí)器
液化(huà)石油氣(qì)微(wēi)量水(shuǐ)分測(cè)定(dìng)的卡爾·費(fèi)休庫侖儀的(dí)典(diǎn)型(xíng)裝配見圖1。所(suǒ)有(yǒu)與氣體接(jiē)觸(chù)的部件應(yīng)當用玻(bō)璃或(huò)不鏽鋼材(cái)料。活動連(lián)接部(bù)件應(yīng)當(dāng)采(cǎi)用氯丁橡膠或(huò)氟橡膠材料(liào)。


取樣(yàng)
按 SH/T 0233 取(qǔ)樣。取(qǔ)樣(yàng)過程(chéng)中，應保(bǎo)證氣流溫度高(gāo)於(yú)露點溫度。如有必要，可加(jiā)熱取樣裝(zhuāng)置。

分(fēn)析步(bù)驟
預(yù)滴定(dìng)
向(xiàng)陽極(jí)池(chí)和(hé)陰極(jí)池(chí)中加入卡(qiǎ)爾·費(fèi)休(xiū)試(shì)劑，接通(tōng)電源，開啟(qǐ)儀(yí)器(qì)進(jìn)行預滴定，等待(dài)儀器(qì)穩定，預(yù)滴(dī)定(dìng)完成(chéng)。
儀器檢查
待(dài)儀(yí)器(qì)穩(wěn)定後，用(yòng)參(cān)比溶(róng)液(yè)衝(chōng)洗注(zhù)射器兩次(cì)後(hòu)，向陽(yáng)極(jí)池中注入一(yī)定(dìng)量的(dí)參(cān)比溶(róng)液，約10μL，打開(kāi)攪(jiǎo)拌(bàn)器，開始測定。在預(yù)期的重(zhòng)復性範(fàn)圍之內，測定(dìng)結(jié)果應與參比溶(róng)液中水(shuǐ)的實(shí)際結(jié)果相符合。如(rú)果結(jié)果(guǒ)不在(zài)重復性範(fàn)圍(wéi)內(nèi)，應該(gāi)查找(zhǎo)儀器的技術缺(quē)陸(lù)和操(cāo)作(zuò)方(fāng)麵(miàn)的問題(tí)，並(bìng)在使用(yòng)以前(qián)加以解決(jué)。
樣品(pǐn)測定
打開攪拌器(qì)，設置合(hé)適(shì)的攪(jiǎo)拌速度(dù)。通(tōng)過(guò)進(jìn)樣管將液化石油氣直(zhí)接(jiē)導入滴定池約1min，關(guān)閉(bì)針形(xíng)閥，進(jìn)行預(yù)滴(dī)定(dìng)，待(dài)預滴定(dìng)完(wán)成(chéng)以(yǐ)後，將(jiāng)氣(qì)體流速調(tiáo)節到(dào)500mL/min到(dào)700mL/min之間，用濕(shī)式氣(qì)體流量(liáng)計(jì)在(zài)滴定池出口(kǒu)測(cè)量氣體(tǐ)流速(sù)和通過(guò)滴定(dìng)池的氣體(tǐ)體積(jī)，氣(qì)體的進樣體積(jī)取決(jué)於(yú)其(qí)水含(hán)量。當預(yù)定(dìng)體(tǐ)積(jī)的(dí)氣(qì)體通過(guò)滴定(dìng)池後(hòu)，關(guān)閉針形(xíng)閥(fá)。
當水(shuǐ)含(hán)量(liáng)較低時，以延遲到通入(rù)所需的氣體(tǐ)體(tǐ)積後再測定或許更好，隻有當庫(kù)侖(lún)儀(yí)具(jù)備程序(xù)設定(dìng)的功(gōng)能(néng)時，才(cái)可以采用(yòng)延(yán)遲測(cè)定(dìng)。延遲測(cè)定(dìng)時，在(zài)設(shè)定時間(jiān)內儀器連續(xù)對本底進行補償(cháng)。如果使用了延遲測定，操(cāo)作(zuò)者應確(què)保(bǎo)零點(diǎn)漂(piāo)移自動校(xiào)正功(gōng)能正常。
空白(bái)測定(dìng)
當水含量低(dī)於100mg/m³時，應進行(háng)空白(bái)測(cè)定以校正(zhèng)液(yè)化氣(qì)樣(yàng)品(pǐn)通入過(guò)程(chéng)中碘的揮發損失引起的結果偏(piān)差。在(zài)盡(jìn)可能(néng)靠近(jìn)滴定池(chí)的(dí)入(rù)口處，安裝(zhuāng)一個(gè)五氧化(huà)二磷吸(xī)收管，在與(yǔ)實(shí)際(jì)樣品(pǐn)測(cè)定相同的條(tiáo)件(jiàn)(流速
，時間(jiān)
，壓力和溫度)下(xià)，通(tōng)入(rù)一(yī)定量(liáng)的(dí)幹(gān)燥(zào)氣(qì)體(tǐ)進行(háng)空(kōng)白測定(dìng)。重(zhòng)復空白(bái)測定，直至達到一個(gè)穩定(dìng)水(shuǐ)平。
注(zhù): 與五(wǔ)氟(fú)化二(èr)磷相(xiāng)平衡時的(dí)水(shuǐ)蒸氣(qì)含量可(kě)達0.2mg/m³，在(zài)環(huán)境條件下(xià)，碘揮(huī)發(fā)造成相當於1mg/m³至(zhì)4mg/m³的水(shuǐ)含量。
當吸收管(guǎn)的(dí)變色長(cháng)度(dù)超過其長(cháng)度的(dí)一(yī)半(bàn)時，應(yīng)更換其(qí)中(zhōng)的(dí)五(wǔ)氧化二磷。

結果(guǒ)計算(suàn)
結(jié)果(guǒ)計(jì)算(suàn)
用(yòng)式(1)計(jì)算在(zài)本標(biāo)準(zhǔn)參(cān)比條件下(xià)的水含量ρ_H2O。

式(shì)中(zhōng):
ρ_H2O一一水含量，單(dān)位(wèi)為毫克每(měi)立(lì)方(fāng)米(mg/m³)
；
m₀一一空白(bái)測定所得(dé)水(shuǐ)的質量(liáng)，單位(wèi)為毫(háo)克(mg)
；
m₁一(yī)一樣(yàng)品(pǐn)測(cè)定所得水(shuǐ)的質(zhì)量，單位(wèi)為毫克(kè)(mg)
；
t  一一(yī)濕式(shì)氣體(tǐ)流(liú)量(liáng)計所計量(liáng)的(dí)氣體溫度. 單(dān)位(wèi)為(wéi)攝氏(shì)度(dù)(°C)
；
V 一一(yī)通過滴定(dìng)池(chí)的氣(qì)體體積，單(dān)位(wèi)為立方米(m³)
；
p 一(yī)一(yī)濕(shī)式氣體(tǐ)流(liú)量(liáng)計所計量的(dí)氣體(tǐ)的(dí)壓力(lì)，單位(wèi)為(wéi)千(qiān)帕(kPa)
；
P_w一(yī)一在溫(wēn)度(dù)t 下水(shuǐ)的(dí)蒸(zhēng)汽(qì)壓， 單(dān)位為(wéi)千(qiān)帕(kPa)。
結果(guǒ)取兩次測定結(jié)果的平均值，保留至(zhì)整(zhěng)數(shù)位。
幹擾(rǎo)校(xiào)正
液化(huà)石(shí)油(yóu)氣(qì)中含有(yǒu)的硫化氫(qīng)和硫醇同(tóng)樣(yàng)會(huì)與(yǔ)卡(qiǎ)爾(ěr)· 費(fèi)休試劑(jì)發(fā)生反應，引起結(jié)果(guǒ)的(dí)偏差(chà)。當(dāng)液化石(shí)油氣(qì)中(zhōng)含有(yǒu)的硫化氫和(hé)硫醇的濃度低於(yú)水含量(liáng)的(dí)20%時，可用(yòng)式(2)對結(jié)果進(jìn)行校正(zhèng):

式中:
ρ°_H2O一一實際水含量，單位為毫克(kè)每(měi)立(lì)方米(mg/m₃)
；
ρ_H2O 一(yī)一檢(jiǎn)測(cè)得(dé)到(dào)的水含(hán)量(liáng)，單(dān)位為毫克每(měi)立(lì)方(fāng)米(mg/m³)
；
ρ_H2S(S)一(yī)一(yī)氣(qì)體中(zhōng)以(yǐ)硫計的硫化(huà)氫(qīng)的含量，單位(wèi)為毫克每立方(fāng)米(mg/m³)
；
ρ_RSH(S)一一(yī)氣體(tǐ)中(zhōng)以硫(liú)計的硫(liú)醇(chún)含(hán)量，單位為毫(háo)克每(měi)立(lì)方(fāng)米(mǐ)(mg/m³)。