SN/T 2382-2009 液化石油氣中微量水分的測定 卡爾·費休法

范圍
本標準規(guī)定了用卡爾·費休法(庫侖法)直接測定液化石油氣中微量水分的標準方法。
本標準適用于液化石油氣中水分含量范圍為5mg/m³~5000mg/m³的測定。
本標準中體積計量的標準參比條件為273.15K(0°C)，101.325kPa(1atm)。
本標準不適用于硫化氫和硫醇含量大于水含量的20%的液化天然氣中水分的測定。

原理
一定體積的液化石油氣通入到卡爾·費休滴定池中，氣體中的水分被卡爾·費休試劑吸收。與水反應所需要的碘單質(zhì)，通過碘離子在陽極氧化產(chǎn)生，消耗的電量與產(chǎn)生的碘單質(zhì)的量及與之反應的水量成正比。

反應和干擾
根據(jù) ISO 10101-1:1993 卡爾·費休反應和電極反應式如下:

注: ROH一般為甲醇，也可以用乙醇、異丙醇、2-甲氧基乙醇(乙二醇單甲基醚)替代，RN一般為吡啶，也可用其他合適的堿性含氮化合物替代。
液化石油氣中含有的硫化氫和硫醇同樣會與卡爾·費休試劑發(fā)生反應，引起結(jié)果的偏差。當液化氣中含有的硫化氫和硫醇的濃度低于水含量的20%時，可進行校正。
液化石油氣中硫化氫和硫醇的濃度按 BS 2000-272:2000 進行測定。

試劑和材料
除非另有說明，在分析中僅使用確認為分析純的試劑和蒸餾水或去離子水或相當純度的水。
卡爾·費休試劑
卡爾·費休試劑的典型組成(質(zhì)量分數(shù)}: 34% 三氯甲烷，3%四氯甲烷，22%的甲醇，其余為二硫化碳和吡啶。
其他于卡爾·費休庫侖法的試劑也可使用。
參比溶液
水和甲醇的混合物，其中水含量為: 5.0mg/L(±4%)或10.0mg/L(±4%)。將此溶液貯存于密封瓶中。
五氧化二磷，帶指示劑。
注: 五氧化二磷中均勻混入少量變色硅膠起指示劑作用，另外，為防止五氧化二磷吸水后結(jié)塊和便于裝置的拆裝，可以均勻混入少量潔凈干燥的石英砂。
注射器: 10μL。

儀器
液化石油氣微量水分測定的卡爾·費休庫侖儀的典型裝配見圖1。所有與氣體接觸的部件應當用玻璃或不銹鋼材料。活動連接部件應當采用氯丁橡膠或氟橡膠材料。


取樣
按 SH/T 0233 取樣。取樣過程中，應保證氣流溫度高于露點溫度。如有必要，可加熱取樣裝置。

分析步驟
預滴定
向陽極池和陰極池中加入卡爾·費休試劑，接通電源，開啟儀器進行預滴定，等待儀器穩(wěn)定，預滴定完成。
儀器檢查
待儀器穩(wěn)定后，用參比溶液沖洗注射器兩次后，向陽極池中注入一定量的參比溶液，約10μL，打開攪拌器，開始測定。在預期的重復性范圍之內(nèi)，測定結(jié)果應與參比溶液中水的實際結(jié)果相符合。如果結(jié)果不在重復性范圍內(nèi)，應該查找儀器的技術(shù)缺陸和操作方面的問題，并在使用以前加以解決。
樣品測定
打開攪拌器，設置合適的攪拌速度。通過進樣管將液化石油氣直接導入滴定池約1min，關(guān)閉針形閥，進行預滴定，待預滴定完成以后，將氣體流速調(diào)節(jié)到500mL/min到700mL/min之間，用濕式氣體流量計在滴定池出口測量氣體流速和通過滴定池的氣體體積，氣體的進樣體積取決于其水含量。當預定體積的氣體通過滴定池后，關(guān)閉針形閥。
當水含量較低時，以延遲到通入所需的氣體體積后再測定或許更好，只有當庫侖儀具備程序設定的功能時，才可以采用延遲測定。延遲測定時，在設定時間內(nèi)儀器連續(xù)對本底進行補償。如果使用了延遲測定，操作者應確保零點漂移自動校正功能正常。
空白測定
當水含量低于100mg/m³時，應進行空白測定以校正液化氣樣品通入過程中碘的揮發(fā)損失引起的結(jié)果偏差。在盡可能靠近滴定池的入口處，安裝一個五氧化二磷吸收管，在與實際樣品測定相同的條件(流速、時間、壓力和溫度)下，通入一定量的干燥氣體進行空白測定。重復空白測定，直至達到一個穩(wěn)定水平。
注: 與五氟化二磷相平衡時的水蒸氣含量可達0.2mg/m³，在環(huán)境條件下，碘揮發(fā)造成相當于1mg/m³至4mg/m³的水含量。
當吸收管的變色長度超過其長度的一半時，應更換其中的五氧化二磷。

結(jié)果計算
結(jié)果計算
用式(1)計算在本標準參比條件下的水含量ρ_H2O。

式中:
ρ_H2O一一水含量，單位為毫克每立方米(mg/m³)；
m₀一一空白測定所得水的質(zhì)量，單位為毫克(mg)；
m₁一一樣品測定所得水的質(zhì)量，單位為毫克(mg)；
t  一一濕式氣體流量計所計量的氣體溫度. 單位為攝氏度(°C)；
V 一一通過滴定池的氣體體積，單位為立方米(m³)；
p 一一濕式氣體流量計所計量的氣體的壓力，單位為千帕(kPa)；
P_w一一在溫度t 下水的蒸汽壓， 單位為千帕(kPa)。
結(jié)果取兩次測定結(jié)果的平均值，保留至整數(shù)位。
干擾校正
液化石油氣中含有的硫化氫和硫醇同樣會與卡爾· 費休試劑發(fā)生反應，引起結(jié)果的偏差。當液化石油氣中含有的硫化氫和硫醇的濃度低于水含量的20%時，可用式(2)對結(jié)果進行校正:

式中:
ρ°_H2O一一實際水含量，單位為毫克每立方米(mg/m₃)；
ρ_H2O 一一檢測得到的水含量，單位為毫克每立方米(mg/m³)；
ρ_H2S(S)一一氣體中以硫計的硫化氫的含量，單位為毫克每立方米(mg/m³)；
ρ_RSH(S)一一氣體中以硫計的硫醇含量，單位為毫克每立方米(mg/m³)。


京都電子KEM 卡爾·費休庫侖法微量水分測定儀 MKC-710系列