检测粗苯中氯含量的方法与流程

1.本发明属于粗苯的分析检测领域，具体的说是一种检测粗苯中氯含量的方法。


背景技术：

2.根据工艺特性，常规焦化厂中的粗苯产品的氯含量不会超过5mg/l，因此一般在进行精制时不必进行检测。然而由于工艺变动和流通环节的污染，粗苯的氯含量超出了范围，这会导致腐蚀后续精制和生产设备。一般而言，目前的精制和生产系统中的氯含量不应该超过6mg/l，但实际生产中仍然可能出现其含量显著超标的情形因此，需要根据这一指标对氯含量进行控制，从而改善生产系统管路状况，控制其腐蚀情况以及管路内诟，从而提高生产安全系数，降低生产风险。
3.在现有的检测方法中，样品由载气带入燃烧管与氧气混合并燃烧，样品中氯元素转化成氯化氢，进入滴定池与滴定池中的滴定剂ag

发生如下反应:ag

cl-→
agcl
↓
。该反应造成滴定池中ag

浓度的降低，指示电极对之间的电位差发生了改变。在阳极表面上发生如下反应:ag-e
→
ag

。在阴极上发生如下反应:2h

2e
→
h2↑
。在阳极上生成的ag

补充了反应消耗的ag

使之恢复到测定前的浓度时，电解电极对停止工作，微库仑仪重新处于平衡状态。此时所消耗的总电量是试样中氯含量的一个反应值。
4.但现有的检测方法废液处理成本高，分析检测流程复杂，操作难度高，药品投资大，而且有时检测结果不准确，因此，仍需要更加方便、适应性强、易于处理的检测方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的是优化检测粗苯中氯含量的方法，使得所述检测方法更容易操作、更高效、更节约成本。
6.根据本发明的一个方面，其提供了一种检测粗苯中氯含量的方法，包括：
7.(1)将粗苯样品由载气带入燃烧管与氧气混合并燃烧，样品中氯元素转化成氯化氢，得到含氯化氢的燃烧产物；
8.(2)燃烧产物进入滴定池与滴定池中的滴定剂ag

发生如下反应：ag

cl-→
agcl
↓
；
9.其中，滴定池内的电解液为醋酸溶液。
10.(3)步骤(2)中消耗的ag

造成滴定池中ag-浓度的降低，从而使指示电极对之间的电位差发生了改变，并由此计算得出粗苯中的氯含量，计算公式为：
11.w＝m/(v
·f·
ρ)，
12.其中，
13.w为有机氯的含量，单位是mg/kg，
14.m为微库仑计滴定出的氯量，单位是ng，
15.v为注入式样的体积，单位是μl，
16.f为标准溶液的回收率，
17.ρ为试样的密度，单位是g/ml。
18.在本发明中，在滴定池内使用醋酸代替硫酸作为电解液，可以在不影响分析结果的情况下优化废液处理工艺，降低成本和操作难度。
19.根据本发明的另一个方面，其中，在步骤(1)中的粗苯样品的氯含量为0.5-5000mg/l，燃烧管的入口温度是650-750℃，燃烧管内的裂解温度为800-900℃，燃烧管的出口温度为650-750℃，载气为氮气，载气的流量为100-300ml/min。
20.在氯含量小于0.5mg/l或大于5000mg/l的情况下，含量超出了该方法的检测限；在燃烧室的参数落入该范围内时，粗苯中的cl充分转化为氯离子并被准确测量；在燃烧室的参数超出该范围时，粗苯中的cl不充分转化为氯离子，并导致检测结果偏低；使用氮气作为载气可以使粗苯充分反应而不影响后续的滴定。
21.根据本发明的另一个方面，其中，在步骤(1)中的粗苯：氧气：载气的比例没有特别的限制，只要其能保证使粗苯和其中的氯完全转化即可，优选地，所述比例可以为1：(200-300ml/min)：(150-250ml/min)。
22.在步骤(1)中的比例在该范围内的情况下，可以使粗苯充分反应而不影响后续的滴定。
23.根据本发明的另一个方面，其中，在步骤(1)中的样品的进样量为3-8μl，优选8μl。
24.在步骤(1)的进样量小于3μl时，可能由于含量太低导致误差偏大；而进样量大于8μl时，则样品可能由于燃烧不够充分或者不够迅速而不能准确测量，在上述范围内，可以在“充分燃烧”和“准确测定”之间获得最佳值。
25.根据本发明的另一个方面，其中，在步骤(2)中，在电解液中的醋酸的浓度为60-100v％(即体积分数)，优选60-80v％，更优选70-80v％，溶剂为水。
26.在步骤(2)中的醋酸在该范围内的情况下，可以准确地进行后续的滴定。
27.有益效果
28.根据本发明的方法，可以在不影响分析结果的情况下扩大浓度检测范围，提高分析效率，节省时间节约费用。
具体实施方式
29.以下将通过实施例详细描述本技术。应该理解的是，以下实施例仅用于解释本技术，而不用于限制本技术的范围。
30.制备实施例1-5
31.粗苯模拟样品
32.使用市面上销售的有机氯标液氯含量为0.2mg/l、20mg/l、200mg/l、2000mg/l、5000mg/l的标样(购自江苏升拓精密仪器有限公司)分别作为制备实施例1-5的粗苯模拟样品以用于后续的分析检测。
33.在以下实施例中，使用购自江苏升拓精密仪器有限公司的twk-2000型微库仑综合滴定仪进行粗苯中的氯含量的测定试验。
34.实施例1-5
35.将制备实施例1-5中氯含量分别为0.2mg/l、20mg/l、200mg/l、2000mg/l、5000mg/l的粗苯模拟样品分别引入进样器中，进样量为8μl，以氮气为载气，混合粗苯模拟样品、氧气和载气，使粗苯模拟样品在燃烧室内充分燃烧，其中，燃烧室的温度为：燃烧室的入口温度、
燃烧室内的裂解温度、燃烧室的出口温度分别设置为700℃、850℃和700℃，样品中氯元素转化成氯化氢，在滴定池内被吸收。
36.使用70％醋酸水溶液(体积分数，下同)作为电解液。在滴定池内，燃烧产物与滴定池中的滴定剂ag

发生如下反应：ag

cl-→
agcl
↓
；造成滴定池中ag

浓度的降低，从而使指示电极对之间的电位差发生了改变，并由此计算得出粗苯中的氯含量w＝m/(v
·f·
ρ)。
37.其中，
38.w为有机氯的含量，单位是mg/kg，
39.m为微库仑计滴定出的氯量，单位是ng，
40.v为注入式样的体积，单位是μl，
41.f为标准溶液的回收率，
42.ρ为试样的密度，单位是g/ml。
43.实施例6-10
44.除了将进样体积从8μl变为3μl以外，以与实施例1-5中相同的方法进行实验以进行实施例6-10。
45.对比实施例1-5
46.除了将燃烧室的入口温度、燃烧室内的裂解温度、燃烧室的出口温度分别设置为400℃、950℃和300℃而不是700℃、850℃和700℃以外，以与实施例1-5中相同的方法进行实验。
47.对比实施例6-10
48.除了将进样体积从8μl变为40μl以外，以与实施例1-5中相同的方法进行实验以进行对比实施例6-10。
49.对比实施例11-15
50.除了将进样体积从8μl变为20μl以外，以与实施例1-5中相同的方法进行实验以进行对比实施例11-15。
51.实施例11-15
52.除了将滴定池内的电解液改为醋酸，醋酸的浓度为75v％，溶剂为蒸馏水以外，以与实施例1-5中相同的方法进行实验。
53.实施例16-20
54.除了将滴定池内的电解液改为醋酸，醋酸的浓度为100v％以外，以与实施例1-5中相同的方法进行实验。
55.对比实施例16-20
56.除了将滴定池内的电解液改为硫酸，硫酸的浓度(体积分数)为70v％，溶剂为蒸馏水以外，以与实施例1-5中相同的方法进行实验。
57.根据以上方法的氯离子的检测结果如下。
58.表1(实施例1-5和对比实施例1-5)
[0059][0060]
根据表1结果可以看出，使用本技术的特定范围的燃烧温度可以准确得出氯离子浓度，而当燃烧温度不在上述范围内时，氯离子浓度的分析结果与标准相比差异较大，这可能是由于燃烧不充分、副反应等原因引起。
[0061]
表2进样体积不同分析时间和偏差情况
[0062][0063][0064]
根据表2结果可以看出，在使用本技术的进样体积的情况下可以准确得出氯离子浓度，而当进样体积达到20μl时，可能会导致氯离子浓度的分析结果与标准相比差异较大。
[0065]
表3
[0066][0067]
根据表2结果可以看出，在使用本技术的以醋酸作为电解液的情况下可以准确得出氯离子浓度，与使用硫酸得到结果相近。而使用醋酸对后续产物排放来说更易于处理废液。
[0068]
根据以上实施例和对比实施例的结果可以看出，使用本技术的醋酸代替硫酸作为电解液可以得到准确的检测结果，同时降低了费用且提高实验安全系数。
[0069]
根据以上实施例和对比实施例的结果可以看出，使用本技术的方法的特定进样量和特定燃烧温度可以得到更准确的实验结果，而超出所述范围内的进样量和实验温度则会导致实验结果与标准样品具有较大差异。