石油化工分析考试题库

第二章元素定量分析

1.重量法测碳氢流程如下图，试问：烧碱石棉、Mg(ClO4)2、AgMnO2、Ag、MnO2等物质在测定中起什么作用?

图：高锰酸银热分解产物测定碳氢装置示意图

1-干燥塔，2-Mg（ClO4）2，3-烧碱石棉，4-铂舟，

5-小套管，6-高锰酸银热分解产物，7-电炉，8-银丝，9-MnO2

答：

烧碱石棉为二氧化碳吸收剂；

无水高氯酸镁为吸水剂；

高锰酸银热分解产物为催化剂；

Ag作吸收剂，排除卤素和硫的干扰；

MnO2作吸收剂，排除氮氧化物的干扰。

2.测定油品中氮含量的方法有几种，并讨论其应用范围？

答：测定氮的方法有：

（1）杜马法适用于高沸点馏分油、渣油、原油等，适用面广，可以分析大多数有机氮化物，是一种公认的定氮方法，常作为其他方法准确度的衡量标准。但不能测微量氮。

（2）克达尔法适用于高沸点馏分油、残渣油、高含氮化合物，但不能测微量氮。

（3）镍还原法适宜重整原料油中痕量氮的测定，不适合测定重质石油馏分和黏稠的试样。（4）微库仑法的适用于轻质油品中氮含量的测定，氮含量为0.1 ～3000mg/kg时，可得到满意结果。但当S＞5%时，有干扰。

（5）化学发光法有利于重质石油产品氮含量的测定。

3.简述克达尔法定氮原理，其中浓硫酸中加入硫酸钾的作用？加入锌粉或葡萄糖的作用？用汞或汞盐作催化剂时，为什么要加入硫代硫酸钠？

答：

（1）测定氮方法原理是：将含氮有机物用浓硫酸煮沸分解，其中的氮转变为硫酸铵。再用氢氧化钠碱化，使硫酸铵分解。分解产物用水蒸气蒸馏，蒸出的氨气用硼酸溶液吸收。最后用盐酸标准溶液滴定。

（2）加入硫酸钾的作用，是为了使反应液沸点从290℃提高至460℃以上，以便提高煮沸温

度，促使有机氮定量转化为硫酸铵。

（3）加入锌粉或葡萄糖的作用，作还原剂，使氮定量转化为氨。

（4）加入硫代硫酸钠的作用，因为用汞或汞盐作催化剂时，在反应过程中汞和氨会形成不挥发的硫酸铵汞，在蒸馏之前常加入硫代硫酸钠或硫化钠，用来分解络合物，以免结果偏低。

4.简述微库仑定氮的原理。

答：试油在裂解管的氢气流中，高温分解，在蜂窝状镍催化剂作用下加氢裂解。有机氮定量转化为氨。同时产生的酸性气体用吸附剂吸收除去。氨由氢气流带入库仑滴定池中与滴定池内电解液中的氢离子反应，使滴定池中氢离子浓度降低，引起测量电极电位发生变化，变化后的指示-参比电压与偏压的差值作为库仑计放大器的输入信号。这时，库仑放大器给出一个放大的电压加到电极对上，使阳极发生电解反应，所得的氢离子补充与氨作用消耗的氢离子，这一过程随氢离子的消耗连续进行，直至无氨进入滴定池，氢离子浓度恢复至初始浓度，电位差值消失，电解自动消失，滴定达终点。这时，测量补充氢离子所需的电量。根据法拉第电解定律，计算氮的含量。

5.碳还原法测氧含量时，载气有何要求？

答：为保证载气的纯度，要用纯度为99.5％的氮气。通过600℃的还原铜，以除去氮中的微量氧。

6.测定油品中硫含量的方法有几种？试讨论它们的应用范围。

答：测定硫的方法有：

（1）燃灯法[GB/T380-77(88)] 适用于测定雷德蒸气压不高于80kPa的轻质石油产品（汽油、煤油、柴油等）的硫含量。

（2）管式炉法（GB/T387-90）适用于测定润滑油、原油、焦炭和渣油等石油产品中的硫含量。

（3）氧弹法[GB/T388-64(90)]适用于测定润滑油、重质燃料油等重质石油产品中的硫含量。（4）镍还原-容量法用于测定轻质油品中硫含量10ppm以上时，准确度较好；

镍还原-比色法适用于测定重整原料油中0.1~3ppm范围内的硫含量，其相对误差不大于±15％。

（5）氧化微库伦法对沸点低于550℃，含硫量为0.1-3000mg/kg的轻质油品，可直接进样分析；还原微库伦法测量范围是0.5-200mg/kg。

（6）氢解-比色法适用于痕量硫的测定，可分析轻质油品中小于1mg/kg的硫含量。

（7）X射线法可测定石油产品中小于3%的硫含量。

7.试述氧化微库仑法及还原微库仑法定硫的方法原理，比较它们的异同点及优缺点。

答：

氧化微库仑法定硫的原理是：试样在惰性气流（氮气）下进入石英裂解管（见图2-12）。首先在裂解段热分解，与载气混合经喷射孔喷入氧化段。与氧气在900℃温度下燃烧。试样中的硫化物转化为二氧化硫（同时生成少量的三氧化硫）。由载气带入滴定池。反应生成的

二氧化硫与池内的三碘离子发生反应：

SO2+I3-+H2O→SO3+3I-+2H+

使池内I3-浓度降低，测量-参考电极对指示出I3-变化，将该变化的信号输送给微库仑放大器。放大器输出相应的电压加到发生电极对上，发生如下反应：

阳极：3I-→I3-+2e

阳极电解得到的I3-补充由二氧化硫消耗了的I3-，直至其恢复到初始浓度。测量电生滴定剂离子所需的电量，按法拉第电解定律，计算样品中的硫含量。

还原微库仑法定硫的方法原理是：将样品注入石英裂解管中，试样在750℃下蒸发，与增湿的氢气流混合，接着通过温度为1150℃的载铂刚玉催化剂。氢气既是反应气，又是载气。样品在催化剂作用下加氢裂解，其中的硫定量地转化为硫化氢，并由氢气带入滴定池中，与池内银离子发生反应：

2Ag++S-2→Ag2S↓

池内Ag+浓度降低，测量-参考电极对指示出Ag+浓度的变化，并发出信号。微库仑放大器输出相应的电压加到发生电极对上，使阳极发生反应：

Ag→Ag++e

通过阳极的氧化反应，补充了硫消耗的滴定剂离子，直至滴定池中Ag+恢复到初始浓度，反应停止。测量电生Ag+所需电量，按法拉第定律计算试样中的硫含量。

氧化微库仑法与还原微库仑法比较：

（1）两种方法都有相同的精密度和准确度。

（2）氧化法设备简单、操作维护较方便，没有催化剂的再生操作，安全性好。还原法在高温下使用氢气需要有严密的防爆措施；石英管使用温度高寿命缩短。要频繁更换管子。要求更熟练的操作技术。

（3）氧化法中氯和氮的干扰可加入叠氮化钠消除，但重金属在裂解管内对二氧化硫转化为三氧化硫有催化作用，干扰测定。用还原法在限定氯含量的情况下对测定无影响。氮化物的干扰通过将氢气增湿加以抑制。

（4）氧化法定硫转化率一般只达80%左右。还原法硫化物转化为硫化氢的量符合理论值。

8.简述测定油中砷和铅含量的意义。

答：

（1）测定砷的意义：砷对贵金属铂有强大的亲合力，它能与铂形成合金，可使重整催化剂产生永久性中毒。一般重整预加氢生成油含砷量要小于1×10-9。此外，砷对生物的毒性很大，因此石油化工工业三废中砷的含量必须严加控制。所以准确测定痕量砷有重要的意义。（2）测定铅的意义：铅与铂形成稳定的化合物，造成重整催化剂永久性中毒，所以为满足科研和生产的需要，需对轻质油馏分、原油及重油中的铅含量进行测定。

9.分光光度法测定砷时，加入SnCl2的作用？

答：加入SnCl2的作用有三个方面：