ГОСТ 22387.2: Газы горючие природные. Методы определения сероводорода и меркаптановой серы

Для каких образцов подходит ГОСТ 22387.2-97

Метод описывает три аналитических метода определения содержания сероводорода и общего количества меркаптанов в составе природных горючих газов: фотоколориметрия, потенциометрия и йодометрия.

Мешающие факторы

Сернистые соединения чувствительны к УФ, водным парам и кислороду воздуха, легко вступают в химические реакции, могут адсорбироваться на стенках пробоотборников, что может привести к неверному определению состава анализируемого газа.

Сущность метода

Содержание сернистого водорода и органических сульфидов в горючих газах является одной из основных характеристик качества сырья. При сгорании эти примеси образуют оксиды серы IV и VI, которые при взаимодействии с водой образуют кислоты и способствуют возникновению коррозии оборудования. Кроме того, при попадании этих кислот в масла образуются различные смолистые продукты, формируется нагар, ускоряющий износ оборудования. Методы, описанные в стандарте ГОСТ 22387.2, позволяют анализировать образцы газа, отобранные как непосредственно из естественных источников, так и в ходе производственных процессов.

Фотоколориметрический метод

Из анализируемого образца сернистый водород поглощают подкисленным раствором ацетата цинка, а тиолы из предварительно очищенной от сульфида водорода пробы  -  щелочным раствором хлорида кадмия. Затем добавляют индикаторные растворы, дожидаются окончания реакции и измеряют оптическую плотность. Пределы обнаружения данного метода: 0,0001 – 0,05 г/м³ для H2S и 0,0002 – 0,25 г/м³ для тиолов.

Потенциометрический метод определения сероводорода и тиолов согласно ГОСТ 22387.2

Сернистый водород и органические тиолы, входящие в состав пробы горючего газа, поглощают раствором щелочи (KOH). Затем титруют раствором нитрата серебра с концентрацией 0,01 моль/л в присутствии ионов аммония. Титруемый раствор продувают инертным газом (азотом) в ходе всего эксперимента, чтобы исключить контакт с кислородом воздуха. Для постоянного перемешивания используют магнитную мешалку. При проведении данного анализа на кривой титрования должно быть два потенциометрических скачка, если в образце присутствуют оба компонента. Для дигидросульфида в конечной точке титрования обычно наблюдается потенциал в области 320 мВ. Для тиолов это значение составляет примерно + 100 мВ. В целом значения потенциалов зависят от комбинации электродов. Диапазон обнаружения для представленного метода: 0,001 – 0,5 г/м³.

Определение содержания сульфида водорода без использования азота

Если анализируемая проба не содержит меркаптанов, а концентрация сернистого водорода более 6 г/м3, то количественное содержание примеси вычисляют по остаточному объему газа, после прохождения через поглотительную склянку.

ГОСТ 22387.2: Йодометрический метод определения

Как и в двух предыдущих методах, для проведения анализа сернистые примеси сначала поглощают. В данном случае используют подкисленный раствор хлорида кадмия. Если известно, что проба не содержит тиолов, используют ацетат кадмия. Образовавшийся раствор сульфида кадмия титруют обратным йодометрическим способом, который основан на окислительно-восстановительных реакциях молекулярного йода до иодид-иона и наоборот. В предложенном методе используют растворы йода и тиосульфата натрия. Все растворы должны быть свежеприготовленными с установленным титром. К раствору, образовавшемуся после поглощения сернистых примесей, сначала добавляют избыток раствора йода, затем этот избыток титруют раствором тиосульфата натрия. Конечную точку титрования определяют визуально, бурый цвет раствора меняется на светло-желтый. После чего приливают раствор индикатора, в данном случае используют крахмал, и продолжают титрование до исчезновения синей окраски. При высоком содержании сульфида водорода опыт повторяют с меньшим объемом пробы. Данный метод чувствителен при концентрации дигидросульфида свыше 0,01 г/м³. 

Чтобы определить содержание меркаптанов, образец газа предварительно очищают от сернистого водорода, затем поглощают тиолы щелочным раствором хлорида кадмия. К образовавшемуся раствору вместе с раствором йода добавляют раствор соляной кислоты, затем титруют так же, как и при определении сернистого водорода. Описанный метод позволяет определять содержание меркаптанов в составе газа с концентрацией  0,01 - 1 г/м³.

В обоих случаях обязательно проводят контрольное титрование, а сам метод анализа выполняют не менее двух раз. Таблицы сходимости и воспроизводимости, а также методы расчетов представлены в данном стандарте.

Конечную точку титрования при проведении анализа йодометрическим способом также можно определять при помощи физико-химических методов, таких как потенциометрия, амперометрия и т.д. Йодометрическое титрование по ГОСТ 22387.2 легко реализуется с помощью автоматического потенциометрического титратора GT-200 с платиновым электродом.

Оборудование, необходимое для проведения анализов в соответствии c ГОСТ 22387.2-97:

• газовый счетчик;

• бюретки;

• пипетки;

• термометр;

• барометр;

• лабораторные весы;

• колбы;

• цилиндры;

• поглотительные склянки;

• стаканы.

Дополнительно для фотоколориметрического метода

• фотоколориметр или спектрофотометр.

Дополнительно для потенциометрический метода

• иономер (титратор);

• сульфидсеребряный электрод;

• хлорсеребряный электрод;

• магнитная мешалка.