ГОСТ 22985: Газы углеводородные сжиженные. Метод определения сероводорода, меркаптановой серы и серооксида углерода

Для каких образцов подходит ГОСТ 22985

Стандарт описывает потенциометрический метод анализа, разработанный для количественного определения серосодержащих примесей в сжиженных углеводородных газах (СУГ). Метод позволяет определить содержание сероводорода и тиолов (меркаптанов), концентрация которых составляют 0,0002 - 2% по массе. Диапазон обнаружения для карбонилсульфида (COS, сероксид углерода) находится в пределах от 0,0002% до 0,5%. ГОСТ 22985-2017 также распространяется на широкую фракцию легких углеводородов (ШФЛУ) и газы нефтепереработки, однако не применяется для исследования сжиженного природного газа.

Мешающие факторы

Пробоотборник и устройство для подачи пробы СУГ должны быть изготовлены из инертного материала, устойчивого к коррозии, например, из нержавеющей стали или поверхность этих изделий должна быть покрыта любым другим материалом, который не вступает в реакцию с серосодержащими соединениями.

Для обеспечения точности измерения отобранная проба должна быть свежей. Не следует хранить пробу более 24 часов.

Также стоит обращать внимание на такие факторы как, влажность воздуха, температура окружающей среды, атмосферное давление и т.д., значения этих показателей должны находиться в рабочих диапазонах, предусмотренных для используемого оборудования.

Сущность метода определения сероводорода, серы в составе тиолов и COS в СУГ в соответствии с ГОСТ 22985

Образцы сжиженного газа пропускают над поглотительными растворами, а затем проводят потенциометрическое титрование.

Потенциометрический метод анализа заключается в измерении равновесной разности потенциалов между индикаторным электродом и электродом сравнения. Два электрода, опущенные в анализируемый раствор, представляют собой электрохимическую ячейку. В качестве измерительных устройств используют потенциометры различных типов. Разность потенциалов этих двух электродов составляет электродвижущую силу гальванической цепи.

При потенциометрическом титровании к анализируемому раствору собранной электрохимической ячейки порциями добавляют раствор с определенным титром, который содержит реагент на определяемое вещество. При этом после каждой порции фиксируется изменение электродвижущей силы гальванической цепи. Точка эквивалентности определяется по резкому скачку значения ЭДС.

Согласно методике, описанной в ГОСТ-22985, в качестве электрода сравнения используется хлорсеребряный электрод, который имеет постоянный и воспроизводимый потенциал даже при прохождении в электрохимической ячейке небольших токов.

Измерительный сульфидсеребряный электрод позволяет определять активность ионов серебра и концентрацию сульфид-ионов.

Для поглощения сероводорода и тиолов используют щелочные водные растворы. Серооксид углерода поглощают раствором моноэтаноламина в спирте. Для титрования образующихся растворов используют азотнокислый аммиакат серебра (нитрат диамин серебра I).

Для определения титра азотнокислого аммиаката серебра готовят раствор йодида калия.

Поскольку тиолы количественно реагируют с солями тяжелых металлов, в процессе титрования образуются соответствующие меркаптиды серебра, происходит, так называемое, осадительное титрование. В щелочной среде тиолы способны окисляться кислородом воздуха с образованием соответствующих дисульфидов. 

Согласно ГОСТ 22985 титрование образовавшихся растворов проводят в следующем порядке:

Первым титруют раствор COS в моноэтаноламине, затем содовый и щелочной растворы, и только после этого титруют жидкий остаток. Растворы, образованные в результате поглощения серосодержащих соединений, титруют водным раствором азотнокислого аммиаката серебра с концентрацией 0,01 моль/дм3. А жидкий остаток титруют спиртотолуольным раствором той же концентрации, который готовят из ацетата натрия, изопропилового спирта и толуола. Такое потенциометрическое титрование в спиртотолуольном растворе позволяет определить количественное содержание тиолов в присутствии элементной серы, сероводорода и сульфидов с высокой точностью.

Способы обработки результатов и все необходимые расчеты также подробно изложены в данном стандарте. Сходимость и воспроизводимость метода должна составлять не менее 95%. 

Несмотря на точность описанного метода, проведение многостадийного потенциометрического титрования является сложной и трудоемкой задачей. Поэтому автоматизация крайне важна для потенциометрических методов анализа. В настоящее время разработаны автоматические титраторы, например, многофункциональный титратор GT-200.

Оборудование для проведения анализа в соответствии c ГОСТ 22985-2017:

• Пробоотборник;

• Газовый счетчик;

• Потенциометр;

• Сушильный шкаф;

• Термометры;

• Секундомер;

• Водяная баня;

• Резиновая груша;

• Титровальные бюретки;

• Пипетки;

• Сульфидсеребряный электрод;

• Хлорсеребряный электрод;

• Мешалка электромагнитная;

• Склянки для промывания газов типа CH и CBT;

• Поливинилхлоридные трубки.

Используемые реактивы:

• Нитрат серебра;

• Водный аммиак;

• Йодид калия;

• Щелочь (NaOH или KOH);

• Моноэтаноламин;

• Na₂CO₃;

• Ацетат натрия;

• Дистиллированная вода;

• Инертный газ, например, азот;

• Этиловый спирт;

• Изопропиловый спирт;

• Толуол.

Вспомогательное оборудование:

• Лабораторные весы до 200 г;

• Лабораторные весы до 2000 г;

• Колбы;

• Мерные цилиндры;

• Стаканы;

• Воронки.