分析甲烷化原料气中痕量硫化氢和总氯化物的方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及甲烷化技术领域。具体地，本发明涉及一种痕量分析方法和系统，特别 涉及一种利用离子色谱法分析甲烷化原料气中痕量硫化氢和总氯化物的方法以及实现该 分析方法中吸收处理步骤的系统。
【背景技术】
[0002] 我国煤制天然气、煤制烯烃、煤制甲醇蓬勃发展，绝大多数煤化工工艺采用煤炭气 化制取合成气进而转化为以生产洁净能源和可替代石油化工产品为主，如柴油、汽油、航空 煤油、液化石油气、聚乙烯原料、聚丙烯原料、甲醇、二甲醚，以及煤化工独具优势的特有化 工产品，如芳香烃类产品。
[0003]在煤制天然气生产过程中对甲烷化原料气中各组分含量要求越来越严格，尤其是 对高效催化剂产生毒害的氯化物(例如氯化氢和氯代烃（C1~C4))以及超痕量硫化氢。有 机氯经甲烷化装置加氢反应转化为无机氯，其含量高低直接影响甲烷化装置设备的腐蚀及 催化剂的使用寿命。
[0004]目前，分析甲烷化原料气中痕量硫化氢和总氯化物的方法是采用硫氰酸汞分光光 度法，但该方法在样品前处理时需使用剧毒化学药品硫氰酸汞，这对分析工作者的毒害非 常严重。因此，有必要开发一种有效的、低毒害的分析方法。
【发明内容】
[0005]针对上述技术缺陷，本发明的目的是提供一种利用离子色谱法分析甲烷化原料气 中痕量硫化氢和总氯化物的方法以及实现该分析方法中吸收处理的系统，从而使分析工作 者的工作环境得到改善，大幅减轻毒害作用。
[0006]本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的：
[0007]一方面，本发明提供一种利用离子色谱法分析甲烷化原料气中痕量硫化氢和总氯 化物的方法，该方法包括以下步骤：
[0008] (1)用强碱溶液对甲烷化原料气进行吸收处理，得到吸收了所述甲烷化原料气中 硫化氢和氯化物的强碱溶液，并记录所述甲烷化原料气的流量；
[0009] (2)向步骤（1)得到的强碱溶液中加入双氧水，然后在65~70°C下加热10~20 分钟，冷却，定容，过滤定容后的溶液，得到滤液，再利用离子色谱法对滤液进行分析。
[0010] 在本发明所述的方法中，所述吸收处理包括以下步骤：
[0011] (a)将甲烷化原料气通入依次串联的至少一个装有强碱溶液的洗气瓶、至少一个 空洗气瓶和至少一个装有去离子水的洗气瓶；
[0012] (b)用去离子水清洗所述空洗气瓶，得到清洗液；
[0013] (C)将步骤（a)中得到的强碱溶液和去离子水、步骤（b)中得到的清洗液加入到容 器例如烧杯中，得到吸收了所述甲烷化原料气中硫化氢和氯化物的强碱溶液。
[0014]优选地，所述装有强碱溶液的洗气瓶为2个。
[0015] 优选地，所述空洗气瓶为1个。
[0016] 优选地，所述装有去离子水的洗气瓶为1个。
[0017] 在本发明所述的方法中，所述强碱溶液为氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液。
[0018] 在本发明所述的方法中，所述过滤包括：吸取定容后的溶液，先将其通过0.22pm 微孔过滤器过滤，再通过C18固相萃取柱（即SPE柱）进行过滤。
[0019] 另一方面，本发明还提供一种实现上述吸收处理的系统，该系统包括依次串联的 至少一个装有强碱溶液的洗气瓶、至少一个空洗气瓶和至少一个装有去离子水的洗气瓶。
[0020] 优选地，所述装有强碱溶液的洗气瓶为2个。
[0021] 优选地，所述空洗气瓶为1个。
[0022] 优选地，所述装有去离子水的洗气瓶为1个。
[0023] 在本发明所述的系统中，所述强碱溶液为氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液。
[0024] 应当理解的是，可以采用常规方法来记录甲烷化原料气的流量，例如可以采用气 体流量计。但本发明并不受气体流量计的限制，凡是能够计量甲烷化原料气体积的气体流 量计均可用于本发明，例如可以采用购自北京金志业仪器设备有限责任公司的LMF-2湿式 气体流量计。
[0025] 不受理论的限制，应当理解，本领域中常见的0. 22 y m微孔过滤器和C18固相萃取 柱均可用于本发明。例如，0.22pm微孔过滤器可以为0.22pm尼龙针式微孔过滤器，C18 固相萃取柱可以为On Guard II RPSPE柱。
[0026] 本发明人发现，在强碱存在的条件下，甲烷化原料气中的氯代烃可以被水解为醇 类和氯离子，无机氯离子也被电离，加入双氧水并在强碱条件下可以将硫离子氧化为硫酸 根离子。为了使硫离子氧化充分，减小过量双氧水对样品空白的影响，选择在65~70°C条 件下加热10~20分钟(例如15min)左右使双氧水分解。经过0. 22 ii m微孔过滤器过滤微 小颗粒，可以避免色谱柱堵塞，再用C18固相萃取柱过滤疏水性有机化合物，避免有机物对 色谱柱的损害。处理后的样品可以直接进入离子色谱分析，其分析准确度和精密度更高。
[0027] 与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：不采用硫氰酸汞等对分析产生 干扰的溶剂，分析准确度和精密度高，仪器操作方便，自动化程度高，提高了操作者工作效 率，而且使操作者的工作环境得到改善，大幅减轻了毒害作用。
【附图说明】
[0028] 以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：
[0029] 图1为本发明所述吸收处理系统的结构示意图。
[0030]附图标记说明：
[0031] 1 _针型阀，2-氢氧化钠溶液洗气瓶，3-氢氧化钠溶液洗气瓶，4-空洗气瓶， 5 -去离子水洗气瓶，6 -湿式气体流量计，7 -甲烷化原料气出口。
【具体实施方式】
[0032] 下面通过具体的实施例进一步说明本发明，但是，应当理解为这些实施例仅仅是 用于更详细具体地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本发明。
[0033] 如图1所示，本发明的吸收处理系统包括依次串联的针型阀1、氢氧化钠溶液洗气 瓶2、氢氧化钠溶液洗气瓶3、空洗气瓶4、去离子水洗气瓶5和湿式气体流量计6。
[0034] 在进行分析时，首先将2mL0. lmol/L氢氧化钠溶液加入到氢氧化钠溶液洗气瓶2 和3中，再用去离子水稀释到20mL，然后向去离子水洗气瓶5中加入20mL去离子水，读取 湿式气体流量计6的初始度数，记为A，通过采样线针阀将取样流量控制在25~30L/h之 间，以避免氢氧化钠溶液延流进随后的洗气瓶中。通过针型阀1通入大约100L的甲烷化原 料气，对其进行吸收处理，同时将甲烷化原料气出口 7排出的气体排放到安全地带。停止通 气，读取湿式气量计6的最终度数和温度，分别记为M2和T。
[0035] 然后，将氢氧化钠溶液洗气瓶2和3以及去离子水洗气瓶5中的去离子水加入到 400mL的烧杯中，再用少量去离子水清洗空洗气瓶4并将清洗液加入到所述烧杯中，得到吸 收了硫离子和氯离子的氢氧化钠溶液。
[0036] 接着，加入双氧水直至烧杯中的溶液由黄色混浊变为无色，在65~70°C下加热15 分钟，冷却后定容100