烷烃磺氧化控制分析—气流中二氧化硫、氧含量的测定

(一)方法概述

利用奥氏气体分析仪可以同时测定烷烃磺氧化进气和尾气中的S0₂和O₂含量。

用浓苛性钾溶液作为S0₂吸收液，用焦性没食子酸的碱溶液作为0₂的吸收液。因为焦性没食子酸是碱溶液能吸收酸性气体，所以氢氧化钾溶液应排在焦性没食子酸溶液前面。又因为S0₂气流中总含有少量S0₃，所以在氢氧化钾溶液前面还应放浓硫酸作S0₃吸收液。又因硫酸也稍能吸收S0₂，所以应预先用S0₂饱和硫酸。

(二)仪器和试剂

(1)奥氏气体分析仪见图1。

(2)浓硫酸。   

(3)浓氢氧化钾溶液溶解500g氢氧化钾于500ml水中。

    (4)液体石蜡医学用。

(5)焦性没食子酸碱溶液取5g焦性没食子酸溶解在15ml水中，另溶解48g氢氧化钾于32ml水中，使用前混合装入吸收瓶中。(注lml焦性没食子酸碱溶液能吸收8～12mlO₂，在温度不低于l5℃，含氧不超过25％时吸收效率最好，含氧浓度低于10％时应使用比较精细刻度的量气管。浓度降至1％～2％时仍可用本法，低于1％时需用比色法。焦性没食子酸的碱溶液吸收氧的速度随温度降低而减慢，0℃时几乎不吸收，所以测定氧含量时温度不要低于l5℃。)

图1奥氏气体分析仪

1一量气管；2一平衡瓶；3一吸收瓶；4一水套；5一木架；6-进样口

(三)仪器的校正及准备工作

1．量气管的校正

量气管上虽有刻度，但不一定与标明的体积准确相等，对于精密的测定，必须重新校正。

在欲校准的量气管下端用橡皮管套上一个玻璃管尖嘴，再用夹子夹住橡皮管。在量气管中充满水至刻度零点，然后放水于烧杯中，各为O～20ml、O～40ml、O～80ml、0～lOOml，精确称量。并测量水温，查出此温度下水的密度。若干毫升水的理论重量数值与实际重量之差，即为一段间隔的校正值。

有时也应该测定梳形管及导向吸收瓶的支管中全部毛细管的体积，以校正欲测气体的体积。为此将梳形管用水充满，然后将其称量。

2．洗涤和安装

在安装以前，仪器的全部玻璃部分应洗涤洁净。新购仪器先用热碱液洗，然后用水洗，再用热铬酸洗液洗，用水冲净。最后用蒸馏水冲洗，用空气吹干。安装时先将其按配置在气体分析过程中的顺序把各附件依次排列在桌上，然后用聚乙烯软管小心地一一连接起来。所用软管应有足够的弹性，连接时，玻璃管端应对紧。

3．旋塞上润滑剂的涂敷

先将旋塞的塞子与其套管仔细洗净，拭干，用棉花包在铜丝上擦净活塞孔道。在塞上薄薄涂上一层油，然后插入套管中，并不断旋转直至旋塞达到完全透明为止。如果此时有油落入旋塞的孔道中，则须取下塞子，将孔道中油拭去，再将塞子放回原处，并转动至透明为止。应避免涂油太多。

分析器上所用润滑剂，采取50g白凡士林、l0g石蜡在水浴上加热熔化，再加入30～40g切碎的天然橡胶，加热直至形成均一的物质。气候热时多加石蜡；寒冷时多加凡士林。纯净的凡士林并不适用，因为它不具有使旋塞不漏气的粘滞性。制备好的润滑剂应保存在具磨口塞的小瓶中，切勿混入机械杂质。

4．注入溶液

在第l根吸收管中加满浓硫酸，此浓硫酸应预先用含二氧化硫的气体饱和。在第2根吸收管中加满浓氢氧化钾溶液。在吸收管出口接上橡皮球，使吸收液与空气隔绝。在水准瓶中加满液体石蜡。在量气管的水套中注入水。

5．检查气密性

先排除量气管中的废气，即将出口打开，使量气管与大气通，提高水准瓶，排除气体至液面升到量气管顶标线为止；然后排除吸收瓶之废气，即关闭出口气路，打开一只吸收瓶，使量气管与吸收瓶通、放低水准瓶，使吸收瓶中液面上升至标线，关闭活塞。同样使另一只吸收瓶中吸收液升至标线，关闭活塞。打开出气口使量气管与大气通，提高水准瓶，使量气管中液面上升至顶标线，关闭出口，将水准瓶放在底板上，如果量气管内液面开始稍微下降后即保持不变，打开各吸收瓶上旋塞，各吸收瓶的液面也不下降，表示仪器已不漏气；如果液面下降，则有漏气之处，应检查出，一般常在软管连接处或者旋塞应重新涂油。

(四)操作步骤

将供气口接入仪器之前，先用气流冲洗全部管路。经放气口放出以驱除空气，直至管路中放出的气体可以作为试样气体为止。调节量气管中液面至上刻度标线，接上供气口，打开进口旋塞，放低水准瓶，将气样吸入装置，直至量气管内液面准确达到下刻度。关闭进气旋塞，取样完毕(Vo)。打开通向硫酸吸收瓶的旋塞，并提升水准瓶，慢慢驱使气体进入吸收瓶，让气体在吸收瓶中停留lmin，降低水准瓶到桌面上，将气体从吸收瓶中赶出来，如此往返3～4次，最后一次将气体自吸收瓶中抽回。当此吸收瓶中液面到达顶端标线时，关闭此吸收瓶活塞。将水准瓶移近量气管，对齐液面，等候lmin后读出气体体积(V₁)，吸收前后的体积之差(V₀—V_l)即为三氧化硫的体积。在读取体积后，应检查吸收是否完全，即再重复上述吸收手续一次，如果体积相差不大于0．1ml，即认为已吸收完全，记下水套内温度(t’)。

对于氢氧化钾溶液吸收瓶，按上述程序重复进行，即可得出二氧化硫含量。即使仅仅测定二氧化硫，气体也必须首先用硫酸吸收。对于焦性没食子酸碱溶液吸收瓶，也按上述程序重复进行。即可得出氧含量。

抽压气体时必须注意：(a)应始终观察上升的液面，不必观察下降的液面。(b)水准瓶不可上升得太快、过高或过低，应逐渐升高，使吸收瓶液面达到标线，关上旋塞。不可用迅速关闭旋塞来控制至标线的液面。(c)转动旋塞也不可用力过猛。

试验完毕，拔去供气管，打开出口旋塞，提高水准瓶，将仪器中剩余气体排人大气中。打开各吸收瓶的旋塞，使液面下降，然后关上各旋塞，水准瓶放到木匣底板上，关上出口旋塞。

仪器如短期不用，应经常转动碱性吸收瓶的旋塞，以免粘住。长时间内不使用时，则将全部溶液倒出，洗涤所有部分，擦干旋塞并用薄纸包上放置原处。

(五)计算

如果在分析过程中气体的温度和压力有变化时，则应将测得的全部气体体积换算成原试样的温度和大气压力下的体积。但是，通常在分析时都维持温度、压力与原试样的温度、压力一致，故可省去换算工作，直接用各测量结果计算，见式(1)～式(3)。

式中    V₀——取样气体体积，ml；

V₁——第1次吸收后剩余的气体体积，ml；

V₂——第2次吸收后剩余的气体体积，ml；

V₃——第3次吸收后剩余的气体体积，ml。