兩種煤化工行業(yè)煤氣中硫化氫含量檢驗方法的對比分析

馬 幸，桑應(yīng)琪

(拜城縣眾泰煤焦化有限公司，新疆 阿克蘇 842300)

兩種煤化工行業(yè)煤氣中硫化氫含量檢驗方法的對比分析

馬 幸，桑應(yīng)琪

(拜城縣眾泰煤焦化有限公司，新疆 阿克蘇 842300)

對于煤化工行業(yè)，其是我國的重要能源行業(yè)，主要是為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供充足的燃料資源，這是保證我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的重要行業(yè)。對于當(dāng)前的煤化工行業(yè)煤氣中硫化氫含量的檢測，其主要分為兩種方法，兩種方法的檢測原理存在著較大的差異，一種是鋅氨絡(luò)合液吸收法，另一種檢測方法則是氨性氯化鋅吸收法。對于這兩種檢測方法，其不同點主要在分析步驟以及吸收液的配置方面，此外，在檢驗結(jié)果等方面也存在著較大的不同。在本文中，作者根據(jù)自身的工作經(jīng)驗對當(dāng)前兩種煤化工行業(yè)煤氣中硫化氫含量的檢測方法進(jìn)行了簡單的對比分析。

煤化工行業(yè)；硫化氫含量；檢驗方法；對比分析

對于煤化工行業(yè)，其煤氣中的硫化氫含量一直是測量煤化工行業(yè)污染情況的重要數(shù)據(jù)，此外，由于硫化氫是煤化工生產(chǎn)過程中的一種副產(chǎn)物，通過硫化氫含量的測試能夠反映生產(chǎn)情況，因此，硫化氫含量測試能夠指導(dǎo)煤化工行業(yè)進(jìn)行改革，提高生產(chǎn)效率。在當(dāng)前我國的焦化生產(chǎn)行業(yè)中，比較常見的測量煤化工生產(chǎn)中硫化氫含量測試的方法有兩種，兩種方法的測試過程以及測試內(nèi)容等有一些不同，其分別是氨性氯化鋅吸收法和鋅氨絡(luò)合液吸收法。在本文中，作者根據(jù)自身的工作經(jīng)驗，對當(dāng)前煤化工行業(yè)煤氣中硫化氫含量的測試方法進(jìn)行了簡單的介紹，主要從檢驗的具體方法以及吸收液的配置等方面對兩種方法之間的異同點進(jìn)行了對比分析。

1 檢驗結(jié)果的對比分析

在本文研究中，對某企業(yè)在2015年2月份期間的，煤化工生產(chǎn)進(jìn)行了研究，通過不同時間和生產(chǎn)過程中的脫硫取樣點數(shù)據(jù)測試，對比分析了兩種硫化氫測量方法的測試結(jié)果。具體的測試結(jié)果為：在2月8號，采用兩種方法進(jìn)行測試，其煤化工煤氣中的硫化氫含量分別為3.10 g/L(鋅氨絡(luò)合液吸收法)和8.90 g/L(氨性氯化鋅吸收法)，在2月19號的測試結(jié)果為2.97 g/L(鋅氨絡(luò)合液吸收法)和9.25 g/L(氨性氯化鋅吸收法)，在2月24號的測試結(jié)果為2.36 g/L(鋅氨絡(luò)合液吸收法)和8.72 g/L(氨性氯化鋅吸收法)，最后是2月28號的取樣測試結(jié)果2.53 g/L(鋅氨絡(luò)合液吸收法)和8.20 g/L(氨性氯化鋅吸收法)。對比在相同條件下的兩種測試方法的測試結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，采用氨性氯化鋅吸收法能夠更好的反映煤化工生產(chǎn)中煤氣中硫化氫的實際含量，其測試結(jié)果的準(zhǔn)確性要相對更高一些。

通過對生產(chǎn)原料中的煤硫比例進(jìn)行對比分析可以得知，其在生產(chǎn)過程中的煤氣中的硫化氫含量應(yīng)該在9g/L左右，而在兩種測試方法中，鋅氨絡(luò)合液吸收法的測試結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于這一理論數(shù)據(jù)，這是由于該測試方法的吸收原理和檢驗計算方法等同氨性氯化鋅吸收法之間存在著較大的差異，從而導(dǎo)致兩種方法的測試結(jié)果不同。

2 兩種檢驗方法的對比分析

2.1 吸收液的配置方法對比分析

對于兩種硫化氫含量測試方法，其吸收液的配置方法方面存在著較大的差異，下面對其進(jìn)行了簡單的介紹：

首先是鋅氨絡(luò)合液吸收法，在該測試方法中，其溶液的主要成分為氫氧化鈉(6 g)、硫酸鋅(5 g)、硫酸銨(70 g)，將這些物質(zhì)溶于1 L的蒸餾水中，三種物質(zhì)之間會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，且由于該反應(yīng)不是徹底的化學(xué)反應(yīng)，屬于一種平衡性的化學(xué)反應(yīng)，其具體的化學(xué)方程式為：

ZnSO4+2NaOH=Na2SO4+Zn(OH)2

而該反應(yīng)的整個發(fā)生過程分為兩個過程，分別是：

(NH)4SO+H2O2NH3.H2O+H2SO4

Zn(OH)2+NH3·H2O[Zn(NH3)6](OH)2

通過上述反應(yīng)可以發(fā)現(xiàn)，對于氨性氯化鋅吸收法來說，其在進(jìn)行硫化氫氣體含量測試時的反映是一個平衡性反應(yīng)過程，通過控制不同的條件能夠?qū)Ψ磻?yīng)結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。

然后是氨性氯化鋅吸收法，這種方法的吸收液配置方法為：氯化鋅(30 g)、氯化銨(10 g)，將兩種化學(xué)物質(zhì)溶于75Ml濃氨水中配置成對應(yīng)的吸收液，在該吸收液的配置過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)主要是：

ZnCl2+2NH3.H2O=NH4Cl+Zn(OH)2

Zn(OH)2+NH3.H2O[Zn(NH3)6](OH)2

通過對上述化學(xué)反應(yīng)方程式進(jìn)行研究可以得知，在進(jìn)行兩種溶液的配置過程中，其吸收液中的堿性條件產(chǎn)生原理存在著較大的差異，但兩種溶液中的堿性物質(zhì)成分相同，都是通過[Zn(NH3)6](OH)2實現(xiàn)溶液的堿性條件的，但在鋅氨絡(luò)合液吸收法中，其堿性條件是通過硫酸鹽水解控制溶液的酸堿性，而對于另一種測試方法中的溶液酸堿性控制則是通過濃氨水含量來進(jìn)行控制。

2.2 吸收反應(yīng)原理

對于兩種測試方法，其在進(jìn)行硫化氫含量測試時采用的是兩種溶液中的堿性物質(zhì)能夠同硫化氫產(chǎn)生一定的化學(xué)方法，形成能夠溶于水中的化學(xué)物質(zhì)，對于兩種測試方法，其對硫化氫的吸收原理是相同的，具體的檢驗原理為：

Zn(OH)2+H2S=ZnS+2H2O

但對于兩種測試溶液，其酸堿平衡控制條件存在著較大的差異性，在鋅氨絡(luò)合液吸收法中，其吸收液的酸堿環(huán)境為弱堿性，這種吸收液測試過程中對硫化氫的吸收效率和吸收率之間存在著較大的影響，導(dǎo)致其無法徹底吸收煤氣中的硫化氫物質(zhì)，影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，對于我國當(dāng)前的一些中小型焦化工廠來說，其在進(jìn)行煤氣中硫化氫含量測試時，為了保證測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，往往會采用強(qiáng)堿溶液對煤氣中的硫化氫物質(zhì)進(jìn)行吸收和測試。

2.3 吸收液檢驗方法對比分析

首先是對氨性氯化鋅吸收法的步驟進(jìn)行分析，在該測試方法中，其首先需要采用中速定性濾紙對吸收液中的物質(zhì)進(jìn)行一次過濾處理，這樣能夠?qū)⑵渲械碾s質(zhì)等進(jìn)行清除，防止其影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，(錯誤)然后是將25 mL的標(biāo)準(zhǔn)碘溶液放置在測試用的碘量瓶中，這樣能夠通過碘溶液中的物質(zhì)含量對吸收液中的硫化氫物質(zhì)含量進(jìn)行測試。然后是將含有硫化氫的吸收液導(dǎo)入200 mL的蒸餾水中，同時向自來水中添加10 mL的(1+1)HCl物質(zhì)，使其溶于測試溶液中，然后將帶有沉淀物的濾紙放置在碘量瓶中，并采用玻璃棒對其進(jìn)行攪拌，保證沉淀物能夠均勻溶于測試溶液中，最后則是對其進(jìn)行放置處理，并將NaS2O3溶液滴定到剩余的碘溶液中，觀察溶液的顏色變化情況來確定溶液中的物質(zhì)是否反應(yīng)完成，這樣就能夠?qū)γ簹庵械牧蚧瘹湮镔|(zhì)含量進(jìn)行具體的測試，而在該測試方法中，其具體的化學(xué)反應(yīng)為：首先是硫化鋅同溶于水中的氯化氫物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生硫化鋅和氯化氫物質(zhì)，然后硫化氫同碘溶液中的碘物質(zhì)發(fā)生對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，生成碘化氫和固態(tài)硫物質(zhì)，最后一步化學(xué)反應(yīng)是碘物質(zhì)同硫代硫酸鈉溶液中的硫代硫酸鈉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成連四硫酸鈉和碘化鈉，消除碘物質(zhì)的顏色，通過對溶液的顏色變化進(jìn)行觀察能夠確定溶液中的碘物質(zhì)是否反應(yīng)完全，這樣就能夠通過碘物質(zhì)的含量來確定煤氣中的硫化氫物質(zhì)含量，具體的化學(xué)方程式為：

ZnS+2HCl=H2S+ZnCl2

H2S+I2=2HI+S

2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI

然后是氨性氯化鋅吸收方法分析，下面是具體的分析步驟，對于該測試方法，其同前一種測試方法的觀察指標(biāo)相同，都是通過對溶液的顏色變化來確定溶液中的物質(zhì)是否反應(yīng)完全，從而掌握溶液中的硫化氫物質(zhì)含量。首先是取50 mL的標(biāo)準(zhǔn)碘溶液，將其放置在碘量瓶中，然后將30 mL左右的(1+1)HCl倒入到碘量瓶中的碘溶液中，直到鹽酸全部溶于碘溶液中，然后對碘量瓶進(jìn)行靜放，當(dāng)溶液趨于穩(wěn)定后在將剩余的硫代硫酸鈉溶液滴定到剩余的碘溶液中，觀察溶液的顏色變化，直到其不在有顏色時表明溶液中的碘物質(zhì)已經(jīng)完全發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這樣就能夠?qū)γ簹庵邪牧蚧瘹湮镔|(zhì)含量進(jìn)行確定。對于該測試方法，其具體的化學(xué)反應(yīng)為：首先是ZnS同溶于水中的氯化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成硫化氫物質(zhì)，然后硫化氫物質(zhì)能夠同碘溶液中的碘物質(zhì)發(fā)生對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，形成固態(tài)硫，而氨水溶于水后的化學(xué)物質(zhì)能夠生產(chǎn)水分，增加溶液中的水含量。

對于這兩種測試方法，其通過吸收液檢驗方法對比分析可以得知，其在進(jìn)行硫化氫物質(zhì)含量的測定時采用的化學(xué)方法存在著較大的差異性，但對于其中的鋅氨絡(luò)合液吸收法，其在進(jìn)行分析檢驗時沒有將溶液倒入標(biāo)準(zhǔn)碘溶液中，因此，可以將過量的鹽酸添加到溶液中，而在進(jìn)行滴定測試的過程中，由于該溶液本身呈現(xiàn)為弱酸性，因此，在進(jìn)行滴定反應(yīng)的過程中每消耗1 moL 的碘溶液，其將會消耗2 moL的硫代硫酸鈉。而對于氨性氯化鋅吸收法來說，其在進(jìn)行測試時需要將溶液倒入到標(biāo)準(zhǔn)碘溶液中，但由于該溶液中包含大量的濃氨水物質(zhì)，這使得溶液呈現(xiàn)為弱堿性，因此，在進(jìn)行滴定反應(yīng)時，其消耗1 moL的碘物質(zhì)，將會消耗0.5 moL的硫代硫酸鈉物質(zhì)，兩種測試方法的分析差別在此。

2.4 計算方法的對比分析

對于兩種測試方法的含量計算，其存在著一定的不同，首先是鋅氨絡(luò)合液吸收法，該放在對硫化氫物質(zhì)進(jìn)行計算時的公式是：

X1=17.04C(25-V1)/V0

在該公式中，其中V1代表的是在進(jìn)行滴定反應(yīng)時，其所需要的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，而后面的V0則是代表將硫代硫酸鈉溶液帶入到理想狀態(tài)時所消耗的溶液體積，最后的C則代表的是硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，即每升溶液中包含亞硫酸鈉物質(zhì)的含量。

然后是氨性氯化鋅吸收法，該放的計算公式為：

X2=17.04C(50-V1)/V0

對于該計算公式，其中的V1代表的是反應(yīng)過程中所消耗的亞硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，而V0則是理想狀態(tài)下硫代硫酸鈉溶液的消耗體積，C代表的仍然是標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度。

通過對上述兩種方法的計算公式進(jìn)行對比分析可以得知，在進(jìn)行硫化氫物質(zhì)的含量測定時，不用方法所消耗的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積不同，其中的鋅氨絡(luò)合液吸收法在進(jìn)行測定時，其消耗的硫代硫酸鈉物質(zhì)比例為1∶2，而對于后一種測試方法，其消耗的硫代硫酸鈉物質(zhì)比例為2∶1。

對于氨性氯化鋅物質(zhì)，其在反應(yīng)過程中每消耗1 moL物質(zhì)，往往會消耗2倍的硫代硫酸鈉物質(zhì)，因此，在進(jìn)行碘溶液滴定反應(yīng)時，其會造成大量的硫代硫酸鈉物質(zhì)反應(yīng)，從而影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

通過對兩種方法的計算公式、檢驗結(jié)果等進(jìn)行對比分析可以得知以下幾點結(jié)論：

首先，在進(jìn)行硫化氫物質(zhì)含量測定時，其采用氨性氯化鋅吸收法的測試結(jié)果準(zhǔn)確性要高于鋅氨絡(luò)合液吸收法，這是由于氨性氯化鋅吸收法中的堿性環(huán)境以及發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)所影響的。

第二，對于兩種檢驗方法，其在反應(yīng)過程中的吸收原理是相同的，同時通過堿性溶液將硫化氫中的硫變?yōu)楣腆w硫，但由于兩種測試方法的反應(yīng)溶液酸堿性不同，導(dǎo)致其在進(jìn)行測試時的結(jié)果存在著一定的差異性，這主要是由于鋅氨絡(luò)合液吸收法中的高濃度硫酸銨物質(zhì)會對吸收反應(yīng)產(chǎn)生一定的影響，導(dǎo)致硫化氫物質(zhì)無法被充分吸收。

第三，在對吸收液進(jìn)行分析時，兩種方法的差別較大。

第四，在進(jìn)行地點反應(yīng)時，不用的測試方法溶液消耗的標(biāo)準(zhǔn)碘溶液不同，此外，滴定反應(yīng)的外界條件需要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，這是影響測試結(jié)果準(zhǔn)確性的主要因素之一。

3 總結(jié)

對于煤化工行業(yè)，其在進(jìn)行生產(chǎn)的過程中需要對煤氣中的硫化氫物質(zhì)含量進(jìn)行測定，當(dāng)前對該物質(zhì)的測定方法非常多，但本文介紹的兩種測定方法是比較常見的，一種是氨性氯化鋅吸收法，另一種測試方法是鋅氨絡(luò)合液吸收法。通過對兩種測試方法進(jìn)行對比分析可以得知，兩者在檢驗結(jié)果和分析步驟等方面存在著較為明顯的差別，因此，其測試結(jié)果的準(zhǔn)確性方面也存在著較大的差異。

在本文中，作者通過對計算步驟和分析步驟等進(jìn)行對比分析，總結(jié)了兩種測試方法對比分四個結(jié)論：在進(jìn)行測試的過程中，氨性氯化鋅吸收法的測試結(jié)果準(zhǔn)確性要高于后一種測試方法；對于兩種測試方法的吸收原理，其大致是相同的，但由于兩種測試方法的溶液酸堿性不同，導(dǎo)致其測試結(jié)果的準(zhǔn)確性具有一定的差異，鋅氨絡(luò)合液吸收法的測試結(jié)果準(zhǔn)確性要更低 一些；對于吸收液的檢驗方法，兩種測試方法存在著較大的差異性；在進(jìn)行滴定實驗時，需要嚴(yán)格控制滴定條件，防止產(chǎn)生誤差，影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

[1] 許 明,汪 娟,張順賢.兩種煤化工行業(yè)煤氣中硫化氫含量檢驗方法的對比[J].山東化工,2014,43(2):70-71.

[2] 方新蓉,魏 莉.天然氣中硫化氫的測定方法及影響因素分析[J].天然氣技術(shù)與經(jīng)濟(jì),2014(3):51-52,79.

[3] 李美苗.兩種煤化工行業(yè)煤氣中硫化氫含量檢驗方法的對比分析[J].科技風(fēng),2014(15):104-105.

[4] 侯 磊.硫化氫氣體的檢測及其安全防范措施[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2009(19):26-28.

[5] 張子龍,白 冰,宋 華.國內(nèi)硫化氫含量的檢測方法淺析[J].化學(xué)工程師,2012(4):34-37.

[6] 陳 明,趙向陽.硫化氫氣體檢測方法及安全防范措施[J].油氣田環(huán)境保護(hù),2011(1):44-46,62.

[7] 那順烏力吉,紅 紅.淺析天然氣中硫化氫的檢測方法[J].內(nèi)蒙古石油化工,2013(24):38-39.

(本文文獻(xiàn)格式：馬 幸，桑應(yīng)琪.兩種煤化工行業(yè)煤氣中硫化氫含量檢驗方法的對比分析[J].山東化工,2017,46(3):76-77,79.)

2016-12-23

馬 幸(1987—)，女，河南洛陽人，本科，助理工程師，研究方向：煤化工。

TQ533.1

A

1008-021X(2017)03-0076-02