分析甲烷化原料氣中痕量硫化氫和總氯化物的方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及甲烷化技術(shù)領(lǐng)域。具體地，本發(fā)明涉及一種痕量分析方法和系統(tǒng)，特別 涉及一種利用離子色譜法分析甲烷化原料氣中痕量硫化氫和總氯化物的方法以及實(shí)現(xiàn)該 分析方法中吸收處理步驟的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)煤制天然氣、煤制烯烴、煤制甲醇蓬勃發(fā)展，絕大多數(shù)煤化工工藝采用煤炭氣 化制取合成氣進(jìn)而轉(zhuǎn)化為以生產(chǎn)潔凈能源和可替代石油化工產(chǎn)品為主，如柴油、汽油、航空 煤油、液化石油氣、聚乙烯原料、聚丙烯原料、甲醇、二甲醚，以及煤化工獨(dú)具優(yōu)勢(shì)的特有化 工產(chǎn)品，如芳香烴類產(chǎn)品。
[0003]在煤制天然氣生產(chǎn)過程中對(duì)甲烷化原料氣中各組分含量要求越來越嚴(yán)格，尤其是 對(duì)高效催化劑產(chǎn)生毒害的氯化物(例如氯化氫和氯代烴（C1~C4))以及超痕量硫化氫。有 機(jī)氯經(jīng)甲烷化裝置加氫反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無機(jī)氯，其含量高低直接影響甲烷化裝置設(shè)備的腐蝕及 催化劑的使用壽命。
[0004]目前，分析甲烷化原料氣中痕量硫化氫和總氯化物的方法是采用硫氰酸汞分光光 度法，但該方法在樣品前處理時(shí)需使用劇毒化學(xué)藥品硫氰酸汞，這對(duì)分析工作者的毒害非 常嚴(yán)重。因此，有必要開發(fā)一種有效的、低毒害的分析方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種利用離子色譜法分析甲烷化原料氣 中痕量硫化氫和總氯化物的方法以及實(shí)現(xiàn)該分析方法中吸收處理的系統(tǒng)，從而使分析工作 者的工作環(huán)境得到改善，大幅減輕毒害作用。
[0006]本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：
[0007]一方面，本發(fā)明提供一種利用離子色譜法分析甲烷化原料氣中痕量硫化氫和總氯 化物的方法，該方法包括以下步驟：
[0008] (1)用強(qiáng)堿溶液對(duì)甲烷化原料氣進(jìn)行吸收處理，得到吸收了所述甲烷化原料氣中 硫化氫和氯化物的強(qiáng)堿溶液，并記錄所述甲烷化原料氣的流量；
[0009] (2)向步驟（1)得到的強(qiáng)堿溶液中加入雙氧水，然后在65~70°C下加熱10~20 分鐘，冷卻，定容，過濾定容后的溶液，得到濾液，再利用離子色譜法對(duì)濾液進(jìn)行分析。
[0010] 在本發(fā)明所述的方法中，所述吸收處理包括以下步驟：
[0011] (a)將甲烷化原料氣通入依次串聯(lián)的至少一個(gè)裝有強(qiáng)堿溶液的洗氣瓶、至少一個(gè) 空洗氣瓶和至少一個(gè)裝有去離子水的洗氣瓶；
[0012] (b)用去離子水清洗所述空洗氣瓶，得到清洗液；
[0013] (C)將步驟（a)中得到的強(qiáng)堿溶液和去離子水、步驟（b)中得到的清洗液加入到容 器例如燒杯中，得到吸收了所述甲烷化原料氣中硫化氫和氯化物的強(qiáng)堿溶液。
[0014]優(yōu)選地，所述裝有強(qiáng)堿溶液的洗氣瓶為2個(gè)。
[0015] 優(yōu)選地，所述空洗氣瓶為1個(gè)。
[0016] 優(yōu)選地，所述裝有去離子水的洗氣瓶為1個(gè)。
[0017] 在本發(fā)明所述的方法中，所述強(qiáng)堿溶液為氫氧化鈉水溶液或氫氧化鉀水溶液。
[0018] 在本發(fā)明所述的方法中，所述過濾包括：吸取定容后的溶液，先將其通過0.22pm 微孔過濾器過濾，再通過C18固相萃取柱（即SPE柱）進(jìn)行過濾。
[0019] 另一方面，本發(fā)明還提供一種實(shí)現(xiàn)上述吸收處理的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括依次串聯(lián)的 至少一個(gè)裝有強(qiáng)堿溶液的洗氣瓶、至少一個(gè)空洗氣瓶和至少一個(gè)裝有去離子水的洗氣瓶。
[0020] 優(yōu)選地，所述裝有強(qiáng)堿溶液的洗氣瓶為2個(gè)。
[0021] 優(yōu)選地，所述空洗氣瓶為1個(gè)。
[0022] 優(yōu)選地，所述裝有去離子水的洗氣瓶為1個(gè)。
[0023] 在本發(fā)明所述的系統(tǒng)中，所述強(qiáng)堿溶液為氫氧化鈉水溶液或氫氧化鉀水溶液。
[0024] 應(yīng)當(dāng)理解的是，可以采用常規(guī)方法來記錄甲烷化原料氣的流量，例如可以采用氣 體流量計(jì)。但本發(fā)明并不受氣體流量計(jì)的限制，凡是能夠計(jì)量甲烷化原料氣體積的氣體流 量計(jì)均可用于本發(fā)明，例如可以采用購(gòu)自北京金志業(yè)儀器設(shè)備有限責(zé)任公司的LMF-2濕式 氣體流量計(jì)。
[0025] 不受理論的限制，應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域中常見的0. 22 y m微孔過濾器和C18固相萃取 柱均可用于本發(fā)明。例如，0.22pm微孔過濾器可以為0.22pm尼龍針式微孔過濾器，C18 固相萃取柱可以為On Guard II RPSPE柱。
[0026] 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在強(qiáng)堿存在的條件下，甲烷化原料氣中的氯代烴可以被水解為醇 類和氯離子，無機(jī)氯離子也被電離，加入雙氧水并在強(qiáng)堿條件下可以將硫離子氧化為硫酸 根離子。為了使硫離子氧化充分，減小過量雙氧水對(duì)樣品空白的影響，選擇在65~70°C條 件下加熱10~20分鐘(例如15min)左右使雙氧水分解。經(jīng)過0. 22 ii m微孔過濾器過濾微 小顆粒，可以避免色譜柱堵塞，再用C18固相萃取柱過濾疏水性有機(jī)化合物，避免有機(jī)物對(duì) 色譜柱的損害。處理后的樣品可以直接進(jìn)入離子色譜分析，其分析準(zhǔn)確度和精密度更高。
[0027] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：不采用硫氰酸汞等對(duì)分析產(chǎn)生 干擾的溶劑，分析準(zhǔn)確度和精密度高，儀器操作方便，自動(dòng)化程度高，提高了操作者工作效 率，而且使操作者的工作環(huán)境得到改善，大幅減輕了毒害作用。
【附圖說明】
[0028] 以下，結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方案，其中：
[0029] 圖1為本發(fā)明所述吸收處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]附圖標(biāo)記說明：
[0031] 1 _針型閥，2-氫氧化鈉溶液洗氣瓶，3-氫氧化鈉溶液洗氣瓶，4-空洗氣瓶， 5 -去離子水洗氣瓶，6 -濕式氣體流量計(jì)，7 -甲烷化原料氣出口。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面通過具體的實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，但是，應(yīng)當(dāng)理解為這些實(shí)施例僅僅是 用于更詳細(xì)具體地說明之用，而不應(yīng)理解為用于以任何形式限制本發(fā)明。
[0033] 如圖1所示，本發(fā)明的吸收處理系統(tǒng)包括依次串聯(lián)的針型閥1、氫氧化鈉溶液洗氣 瓶2、氫氧化鈉溶液洗氣瓶3、空洗氣瓶4、去離子水洗氣瓶5和濕式氣體流量計(jì)6。
[0034] 在進(jìn)行分析時(shí)，首先將2mL0. lmol/L氫氧化鈉溶液加入到氫氧化鈉溶液洗氣瓶2 和3中，再用去離子水稀釋到20mL，然后向去離子水洗氣瓶5中加入20mL去離子水，讀取 濕式氣體流量計(jì)6的初始度數(shù)，記為A，通過采樣線針閥將取樣流量控制在25~30L/h之 間，以避免氫氧化鈉溶液延流進(jìn)隨后的洗氣瓶中。通過針型閥1通入大約100L的甲烷化原 料氣，對(duì)其進(jìn)行吸收處理，同時(shí)將甲烷化原料氣出口 7排出的氣體排放到安全地帶。停止通 氣，讀取濕式氣量計(jì)6的最終度數(shù)和溫度，分別記為M2和T。
[0035] 然后，將氫氧化鈉溶液洗氣瓶2和3以及去離子水洗氣瓶5中的去離子水加入到 400mL的燒杯中，再用少量去離子水清洗空洗氣瓶4并將清洗液加入到所述燒杯中，得到吸 收了硫離子和氯離子的氫氧化鈉溶液。
[0036] 接著，加入雙氧水直至燒杯中的溶液由黃色混濁變?yōu)闊o色，在65~70°C下加熱15 分鐘，冷卻后定容100