天然气中硫化氢的测定方法及影响因素分析-.pdf

2 0 1 4 年 第8 卷 第3 期 天 然 气 技 术 与 经 济 Na t u r a l Ga s Te c h n o l o g y a n d Ec o n o my Vo 1 ． 8．No ． 3 J u n ． 2 0 1 4 d o i 1 0 ． 3 9 6 9／ j ．i s s n ．2 0 9 5 1 1 3 2 ． 2 0 1 4 ． 0 3 ． 0 1 3 天然气中硫化氢的测定方法及影响因素分析 方新蓉魏莉 四川省地质工程勘察院，四川成都6 1 0 0 7 2 摘要硫化氢为剧毒气体，也是强腐蚀性物质，对气田作业区域的安全构成威胁，为保障气田安全开发，有必 要对天然气中硫化氢进行定期监测。对实验室目前采用的亚甲蓝法、碘量法和快速检测管法3 种硫化氢检测方法进行 了说明，并对这3 种方法中影响结果准确度和精密度的因素进行了分析，认为应根据天然气高含硫的特点，结合现场 检测条件和 实验室分析要 求 ，正确选择 硫化氢检 测方法。 关键词天然气硫化氯化学分析影响因素 文献标志码B 文章编号2 0 9 5 1 1 3 2 2 0 1 4 1 0 3 0 0 5 1 - 0 2 0 引言 速检测管测定法。 天然气作为清洁能源，已成为人们 日常生活中 的重要组成部分。但在天然气的开采过程中，天然 气中往往含有杂质，其中硫杂质十分有害 ，尤其是 硫化氢气体。硫化氢气体具有无色、恶臭 臭鸡蛋的 味道 、剧毒 强烈的神经毒素 、化学性质不稳定 在空气中容易燃烧 等特性 ，其密度 比空气大 ，属 于酸性气体 1 ％ 水溶液p H值4 ．5 ，对人的粘膜具有 强烈的刺激作用。如果人体吸人低浓度的硫化氢气 体时，将对人的眼睛、呼吸系统、中枢神经造成影 响；如果吸人浓度达到1 g ／ m 的硫化氢气体 相当于 天然气中含0 ．0 0 6 3 ％ 的硫化氢 时，几秒钟内即可致 人死亡。此外，硫化氢对环境的危害性也非常大， 特别是对空气和水体的污染直接危害人类生产生 活 。因此 ，在天然气 的勘探 阶段 、开采阶段 、使用 阶段 ，对于硫化氢及时进行监测分析成了至关重要 的一项 工作 。由于不 同的地质区域 ，天然气 中硫化 氢气体的含量不是相同的，也不是固定不变的，所 以有必要结合实际情况对硫化氢气体的检测方法进 行分析研究 ，从而选择最合适的硫化氢含量检测方 法 。 1 检测天然气中硫化氢的常用方法 分析测试硫化氢含量的方法有很多，目前实验 室中常用 的测试方法 主要有亚 甲蓝法 、碘量 法和快 1 ． 1 亚甲蓝法测定硫化氢含量 亚甲蓝法测定硫化氢含量是传统的检测方法 ， 其方法原理是使用氢氧化镉 一 聚乙烯醇磷酸铵溶液 吸收硫化氢 ，最终生成硫化镉胶状沉淀物，并让其 沉淀在硫 酸溶液 中，S 一 与对氨基二 甲基苯胺 和F e C 1 ， 作用 ，生成亚 甲基蓝 ，颜色深度 与硫 离子浓度成 正 比，采用分光光度法进行比色测定 心 ] 。但是 ，它的 测定范 围只有 0 ． 1 ～2 3 m g ／m ，所 以此方法一般 只 适用于测定含量较低的硫化氢样品。 1 ． 2 碘量法测定硫化氢含量 本方法测定硫化氢 的范 围为 01 0 0％，所 以测 定的范 围很 大 ，是 测定硫化氢 的最好方法之一 。碘 量法测定硫化氢含量的原理是使用过量的乙酸锌溶 液，与含有硫化氢气体的样品发生化学反应，从而 产生硫化锌沉淀 ，再加入准确的、过量的碘溶液 ， 使其氧化，剩余的碘则用标准溶液硫代硫酸钠进行 滴定 ，测出硫化氢含量 E 3 - 4 ] 。 1 ． 3 快速检测管法 在天然气开采过程中，常常需要在单井进行硫 化氢气体的测试工作 ，在现场检测大气中的硫化氢 含量 ，因此，选择操作方法简单、速度快捷的硫化 氢快速检测管法 ，成为了首选的分析方法。快速检 修订 回稿 日期 2 0 1 40 5 2 1 作者简介方新蓉 1 9 6 2 一 ， 程师，从事分析测试T作。E - ma i l 5 7 8 1 6 1 8 5 4 q q ． c o rn。 天然气技术与经济 ／ 51 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 8 卷 方新蓉，等天然气中硫化氢的测定方法及影响因素分析 第 3 期 测管法的原理是 ，利用气体分子扩散定律和化学吸 收原理 ，将吸附醋酸铅 P b A c 和氯化钡 B a C 1 的硅 胶装入细玻璃管内，抽取 1 0 0 m L 含硫化氢的气体 ， 在 6 0 s 内注入 ，形成褐色硫化铅 P b S ，根据硅胶柱 变色的长度测定硫化氢的体积分数。在气井现场 ， 一 般是在钻井液出口的槽面上，用注射器抽取气体 样 品 ，然 后根 据硅 胶柱 变 色长 度与标 准 尺进行 比 较，获得硫化氢的体积分数。 2 方法影响因素分析 天然气 中硫化氢含量的检测分析 ，应重点关注 现场采样、实验室样品分析。现场采样中，温度应控 制在 l 5 ～ 2 5 C；取样流速控制在 1 0 0 0 m L／ m i n以 下；一个气体的样品应达到3 0 L 。实验室样品测试 分析过程中，应严格调试仪器，按照各类方法的操 作要求进行，避免其他影响因素造成检测数据差错。 2 ． 1 亚甲蓝法影响因素 亚甲蓝法是传统的测定方法 ，对硫化氢质量浓 度较低的净化天然气较为适合。甲蓝法实验室分析 中的影响因素主要是 1 在取样吸收时 ，如果 出现了黄色沉淀 ，说明 生成 的硫化镉胶体 已经饱和 ，聚 乙烯醇磷 酸铵的量 不能阻止硫化镉被氧化成黄色沉淀，这样取得的样 品就已经不合格 了。 2 在配置溶液 的过程中，让硫酸镉 、氢氧化钠 和聚乙烯醇磷酸 能够充分混合均匀 ，则需要剧烈的 震荡后用新煮沸并冷却的蒸馏水来稀释。不然这会 造成测试结果的不准确。 3 在做标准曲线 以及做样过程中 ，加显色剂需 要快速加盖倒转均匀 ，但是一定要注意不能太重 ， 以避免硫化物分解，影响最终标准曲线的线性关系。 2 ． 2 碘量法影响因素 碘量法检测有诸多因素会影响其结果的准确性 1 醋酸锌吸收液对酸碱度的要求较高 ，酸性会 影响醋酸锌对硫化氢的吸收 ，使其测定 的结果偏 低。硫代硫酸钠的配制需要用新煮沸冷却的蒸馏 水 ，以除去水 中的 C O 和 O ，加适量的氢氧化钠 或 碳酸钠 保持溶液呈弱酸性，抑制细菌生长。硫代硫 酸钠很容易分解 ，所以应该在棕色瓶中避光保存 ， 定期对其进行标定。 52／N a t u r a l G a s T e c h n o l o g y a n d E c o n o m y 2 不 同的取样方法对其结果都有影响 ，取样人 员需 在取样点 的上游风 向处 ，控制好 通气 的速 度 ， 这样可以更好的使硫化氢气体被吸收，否则会使检 测结果偏小 。 3 用硫代硫酸钠滴定样品时，淀粉的加入需要 恰到好处 ，因为溶液中有大量的碘存在，碘容易吸 附在淀粉表面，影响终点的正确判断，加晚了又会 滴 过终点 。硫化物沉淀是否反应完全是试 验结果准 确的关键。滴定加药先后顺序，滴定前溶液的放置 时间，是影 响分析结果准确度 的重要因素 。 4 碘是 易挥发 的 ，刚开始滴 定时不 宜太快 摇 动 ，只能在 临近终点 的时候摇动速度需要加快 ，这 样能使其充分反应 ，避免硫代硫酸钠过量，使检测 数据偏小。 2 _ 3 快速检测管法影响因素 快速检测管法虽然很方便快捷，但是影响因素 也是有的。分析人员 的操作和读数 ，以及检测管 的 质量和乳胶管的质量都会影响结果。由于单井现场 的采样 比较复杂 ，不同的采样 方法都会影 响采集硫 化氢样 品的稳定性 。乳胶管的质量好坏直接影响密 封性能。检测管保存放置时间都是影响结果的关键。 3 结论 综上所述 ，对于硫化氢含量的测定方法很多， 且各有优势和缺点 。因此 ，应 根据天然气 中高含硫 的特点 ，结合现场检测 的 自然环境条件及 实验室测 试分析 的具体要求 ，正确选择硫化氢气体 的检测分 析方法 。在取样 、密封样品 、检测样品 、分 析测试 数据等各个环节 ，必须严格执行有关规范和技术标 准 ，从而确保检测成果的质量 。 参考文献 [ 1 ]维丽，董焕平．硫化氢浓度测定方法的比较和建议[ J ] ． 检验与测试技术 ，2 0 1 0 1 4 2 4 4 ． [ 2 ]孙静 ，朱艳 ，亚甲基蓝分光光度法测定气态硫化氢方法 研究[ J ] _ 环境科学与技术，2 0 0 4 ， 2 7 期 5 2 5 4 ． [ 3 ]韵弘．天然气 中硫化氢含量的测定 碘量法影响分析结 果的主要因素[ J ] ．天然气与石油，2 0 0 7 ，2 5 1 2 3 2 5 ． [ 4 ]王莉莉．碘量法测定气体中H s 含量的探讨 [ J ] ．中氮肥 ， 2 0 0 6 ，5 3 5 9 - 6 0 ． 编 辑 周娟 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m