CN107478624A - 一种减少紫外荧光定硫仪中石英管积炭的方法 - Google Patents

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沈喜洲
方柳亚
胡炎松
黄灿
李志强
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Abstract

本发明涉及一种减少紫外荧光定硫仪中石英管积炭的方法，该方法通过在石英管氧化裂解区装填耐高温填料的方式，解决了由来已久的紫外荧光定硫仪积炭的问题。填料的介入不仅增加了通过石英管的裂解氧和样品汽化气的气阻，延迟了气体通过石英管的时间，而且增加了气体氧化裂解反应的接触面积和石英管的热容量，使样品和裂解氧能够充分混合均匀，并且在石英管中完全燃烧，从而减少了石英管尾部的积炭量，同时也保证了仪器的稳定性和灵敏性。

Description

一种减少紫外荧光定硫仪中石英管积炭的方法
技术领域
本发明涉及硫分析仪器技术领域，具体涉及一种减少紫外荧光定硫仪中石英管积炭的方法。
背景技术
石油炼厂加工的原料中含有痕量硫化物会引起催化剂中毒。紫外荧光定硫仪采用紫外荧光法测定总硫含量，该方法成为当前成品油中硫含量的推荐方法之一，也是测定石油及其化工产品中硫含量的最好方法之一。该仪器的关键部分均采用进口器件，大大提高了仪器的精度和稳定性，广泛应用于测定成品油、原油、馏分油、石油气、塑料、石油化工产品等的总硫含量。
紫外荧光定硫仪的基本原理：样品被微量注射器(或气体进样器)送入石英裂解管后，在1000℃左右的高温裂解炉的作用下，被全部气化并由载气(氩气AR)带入裂解区，和燃烧氧发生氧化裂解反应，反应生成物包括SO2、CO2、H2O、*NO以及其它氧化产物(MOx)。样品中的氮化物定量地转化为*NO，硫化物定量地转化为SO2。反应气随载气和过量的氧气，通过膜式干燥器脱去反应过程中生成的水分子，进入反应室。其中，SO2在特定波长的紫外线照射下，部分生成了激发态的SO2*，当激发态的SO2*返回到基态时发射出光电子，光信号由反应室中的的光电倍增管按特定的波长进行接收，形成微弱的光电信号。由于光电信号的强度与样品中的总硫含量成正比，所以通过测定光电信号的强弱可测定样品中的总硫含量。
现有紫外荧光定硫仪中的石英管在使用过程中很容易积炭，从而影响测量，目前的解决办法是：要么定期清理石英管中的积炭，要么重新设计石英管的结构以减少积炭。例如中国专利CN 104568860A提出了一种新的荧光定硫仪用石英裂解管，该装置在间断测量少数样品时可能积炭不是很明显，但是在连续不间断测量大量样品的情况下，不到30天石英裂解管尾部会存在大量的积炭，严重时会导致载气和裂解氧流速不稳定，数据平行性变差。此外由于石英管装卸比较麻烦，频繁的除炭将给分析人员带来极大的不便。为此，本发明提供了一套减少紫外荧光定硫仪中石英管积炭的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于解决现有紫外荧光定硫仪石英管容易积炭影响使用的问题，通过对石英裂解管反应区进行简单的改进，保证样品得到完全燃烧，非常好地解决石英管尾部积炭问题，减少了除炭次数，提高了紫外荧光定硫仪的工作周期。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种减少紫外荧光定硫仪中石英管积炭的方法，该方法具体包括以下步骤：首先对紫外荧光定硫仪进行改造，在石英管氧化裂解区装填耐高温填料；然后按照常规流程进样测试即可。
上述方案中，所述耐高温填料是指能耐受1050℃及以上高温的填料，具体可选自石英、陶瓷、氮化硅、碳化硅中的一种。
上述方案中，所述改造是指利用耐高温填料将整个石英管裂解反应区填满，填料颗粒大小需保证能装入石英管内，填料装填方式可采取乱堆或整砌，填料装填前需保持清洁无尘。
上述方案中，所述耐高温填料为散装填料，其形状为环形、鞍形、环鞍形、球形中的一种或其组合。
上述方案中，所述耐高温填料为规整填料，其形状为格栅形、波纹形、脉冲形中的一种或其组合。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：(1)在石英管氧化裂解区装填耐高温填料，不仅增加了通过石英管的裂解氧和样品汽化气的气阻，延迟了气体通过石英管的时间，而且增加了气体氧化裂解反应的接触面积和石英管的热容量，使样品和裂解氧能够充分混合均匀并在石英管中完全燃烧，从而减少了石英管尾部的积炭量；(2)对现有紫外荧光定硫仪的改动少，技改难度小，在减少积炭的同时保证了仪器运行的稳定性和灵敏性；(3)改造成本低，效果明显，基本适用于所有紫外荧光定硫仪的改造；(4)改造后的紫外荧光定硫仪，在长达一年连续不间断测量大量样品的情况下，裂解管尾部也没有出现任何积炭痕迹，并且仪器没有出现任何异常。
附图说明
图1为现有技术中普遍使用的紫外荧光定硫仪石英裂解管的结构示意图；
图2为本发明在紫外荧光定硫仪的石英裂解管中装填耐高温填料后的结构示意图；
图3为本发明所使用的耐高温填料－－拉西环石英管填料的结构示意图。
其中，1-进样口；2-氧气和氩气混合气入口；3-裂解氧入口；4-氧化裂解反应区；5-填料；6-裂解管尾部。
具体实施方式
为使本领域普通技术人员充分理解本发明的技术方案和有益效果，以下结合具体实施例进行进一步说明。
如图1-3所示，本发明通过在现有紫外荧光定硫仪的石英裂解管中填充耐高温填料(石英、陶瓷、氮化硅、碳化硅等)的方式，增加了气体氧化裂解反应的接触面积和石英管的热容量以及通过石英管的裂解氧和样品汽化气的气阻，延迟了气体通过石英管的时间，使样品和裂解样能够充分混合均匀并且在石英管中完全燃烧，从而减少了石英管尾部的积炭量。紫外荧光定硫仪测得结果的可信度只与含硫标样所做的标准曲线的线性相关系数(越接近于1越好)以及仪器本身的光电信号转换装置有关，与装填的填料无关，填料的介入只是为了解决积炭问题，并不影响结果的可信度，对比实验也证实了这一点。
填充改造后进行测试的方法与改造前一样，含硫样品由进样器通过进样口1，氧气和氩气混合气通过氧气和氩气混合气入口2将样品吹送至高温氧化裂解反应区4，与来自裂解氧入口3的裂解氧气在填料5的作用下，使裂解氧和汽化样品充分混合并完全燃烧，反应生成的气体由裂解管尾部6经模式干燥器脱水后去光电反应室。
为进一步说明改造前后的效果，我们采用两台状态相同的同型号紫外荧光定硫仪进行对比实验，其中一台安装有如图1所示石英裂解管(记为A)，另一台安装有同样结构但是石英裂解管中填充了石英材质拉西环(如图2和图3所示，记为B)。两台紫外荧光定硫仪都以平均每天30次的频次分析同批次催化裂化汽油含硫样品，其中紫外荧光定硫仪A在连续测试25天后裂解管尾部就出现了厚厚的积炭层，而紫外荧光定硫仪B经过了长达一年的测试，在裂解管尾部依然没有出现任何积炭痕迹，并且仪器没有出现任何异常。

Claims (6)

1.一种减少紫外荧光定硫仪中石英管积炭的方法，其特征在于，包括以下步骤：首先对紫外荧光定硫仪进行改造，在石英管氧化裂解区装填耐高温填料；然后按照常规流程进样测试即可。
2.根据权利要求1所述的一种减少紫外荧光定硫仪中石英管积炭的方法，其特征在于：所述耐高温填料是指能耐受1050℃及以上高温的填料。
3.根据权利要求2所述的一种减少紫外荧光定硫仪中石英管积炭的方法，其特征在于：所述耐高温填料选自石英、陶瓷、氮化硅、碳化硅中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种减少紫外荧光定硫仪中石英管积炭的方法，其特征在于：所述改造具体为利用耐高温填料将整个石英管裂解反应区填满，填料颗粒大小需保证能装入石英管内，填料装填方式可采取乱堆或整砌，填料装填前需保持清洁无尘。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种减少紫外荧光定硫仪中石英管积炭的方法，其特征在于：所述耐高温填料为散装填料，其形状为环形、鞍形、环鞍形、球形中的一种或其组合。
6.根据权利要求1-4任一项所述的一种减少紫外荧光定硫仪中石英管积炭的方法，其特征在于：所述耐高温填料为规整填料，其形状为格栅形、波纹形、脉冲形中的一种或其组合。
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