Йодометрический способ определения сероводорода

ГАЗЫ ГОРЮЧИЕ ПРИРОДНЫЕ

Методы определения сероводорода и меркаптановой серы

Combustible natural gases. Methods for determination of hydrogen sulphide and sulphur mercaptan

____________________________________________________________________
Текст Сравнения ГОСТ 22387.2-2014 с ГОСТ 22387.2-97 см. по ссылке.
— Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________

Дата введения 1999-07-01

1 РАЗРАБОТАН МТК 52 «Природный газ», РАО «Газпром», Всероссийским научно-исследовательским институтом природных газов и газовых технологий

ВНЕСЕН Госстандартом России

2 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации

За принятие проголосовали:

Наименование национального органа по стандартизации

Главная государственная инспекция Туркменистана

Госстандарт Республики Казахстан

3 В разделе 8 настоящего стандарта использованы разделы 1, 3-5, 7-8 международного стандарта ИСО 6326-3-89* «Природный газ. Определение содержания сернистых соединений. Часть 3: Определение содержания сероводорода, меркаптановой серы и карбонилсульфида потенциометрическим методом»

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.

4 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 19 июня 1998 г. N 254 межгосударственный стандарт ГОСТ 22387.2-97 введен в действие в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 1999 г.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на горючие природные газы (далее — газы) и устанавливает методы определения сероводорода и меркаптановой серы:

фотоколориметрический — при концентрации сероводорода от 0,0001 до 0,05 г/м и меркаптановой серы от 0,0002 до 0,25 г/м ;

потенциометрический — при концентрации сероводорода и меркаптановой серы от 0,001 до 0,5 г/м ;

йодометрический — при концентрации сероводорода от 0,010 г/м и меркаптановой серы от 0,010 до 1,000 г/м .

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 61-75 Кислота уксусная. Технические условия

ГОСТ 199-78 Натрий уксуснокислый 3-водный. Технические условия

ГОСТ 1277-75 Серебро азотнокислое. Технические условия

ГОСТ 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия

ГОСТ 2053-77 Натрий сернистый 9-водный. Технические условия

ГОСТ 3118-77 Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 3760-79 Аммиак водный. Технические условия

ГОСТ 4147-74 Железо (III) хлорид 6-водный. Технические условия

ГОСТ 4204-77 Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4234-77 Калий хлористый. Технические условия

ГОСТ 4328-77 Натрия гидроокись. Технические условия

ГОСТ 4330-76 Кадмий хлористый 2,5-водный. Технические условия

ГОСТ 5823-78 Цинк уксуснокислый 2-водный. Технические условия

ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия

ГОСТ 7328-2001 Гири. Общие технические условия

ГОСТ 9293-74 Азот газообразный и жидкий. Технические условия

ГОСТ 9433-80 Смазка ЦИАТИМ-221. Технические условия

ГОСТ 10163-76 Крахмал растворимый. Технические условия

ГОСТ 17310-2002 Газы. Пикнометрический метод определения плотности

ГОСТ 18300-87 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия

ГОСТ 18917-82 Газ горючий природный. Метод отбора проб

ГОСТ 18954-73 Прибор и пипетки стеклянные для отбора и хранения проб газа. Технические условия

ГОСТ 22985-90 Газы углеводородные сжиженные. Метод определения сероводорода и меркаптановой серы

ГОСТ 24104-88* Весы лабораторные общего назначения и образцовые. Общие технические условия

* С 1 июля 2002 г. введен в действие ГОСТ 24104-2001.

ГОСТ 24363-80 Калия гидроокись. Технические условия

ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры

ГОСТ 25794.2-83 Реактивы. Методы приготовления титрованных растворов для окислительно-восстановительного титрования

ГОСТ 25794.3-83 Реактивы. Методы приготовления титрованных растворов для титрования осаждением, неводного титрования и других методов

ГОСТ 29169-91 (ИСО 648-77) Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки с одной отметкой

ГОСТ 29227-91 (ИСО 835-1-81) Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки градуированные. Часть 1. Общие требования

ГОСТ 29251-91 (ИСО 385-1-84) Посуда лабораторная стеклянная. Бюретки. Часть 1. Общие требования

3 Отбор проб

3.1 Пробы природного газа отбирают по ГОСТ 18917 непосредственно из газопровода, скважины, аппарата или другой емкости по пробоотборной линии через запорный вентиль.

Перед отбором проб линию продувают испытуемым газом, соблюдая правила безопасной работы с токсичными газами.

Перед сбросом продувочного газа в атмосферу необходимо предусмотреть его очистку от сернистых соединений известными способами в склянках с поглотительными растворами или в колонках с твердыми сорбентами. При продувке высокосернистых газов предусматривают более производительные способы очистки продувочного газа или утилизируют его.

При отборе проб и проведении анализа следует учитывать, что сернистые соединения обладают высокой реакционной способностью, их состав может изменяться под влиянием влажности, кислорода и ультрафиолетового излучения; они способны адсорбироваться на стенках пробоотборников.

Для исключения адсорбции в пробоотборниках, особенно при определении незначительных концентраций, предпочтителен прямой отбор пробы из потока газа непосредственно в поглотительные склянки, подключенные к пробоотборной линии. Точка отбора должна быть оборудована с учетом климатических условий. При отборе проб в летнее время следует учитывать, что растворимость сероводорода, как и всех других газов, с повышением температуры уменьшается и осаждение сульфидов может быть неполным. Поэтому во время абсорбции газа поглотительные склянки с растворами следует предохранять от нагрева.

Кроме того, учитывая способность сернистых соединений разлагаться на свету, поглотительные склянки защищают от света экраном из черной бумаги или фольги.

Непрямой отбор проб в промежуточные пробоотборники проводят при концентрации сероводорода более 6 г/м .

Непрямой отбор проб можно проводить двумя способами:

при атмосферном давлении — в стеклянные газовые пипетки;

под давлением — в пробоотборники из нержавеющей стали, покрытые внутри политетрафторэтиленом.

4 Фотоколориметрический метод определения сероводорода

Метод заключается в поглощении сероводорода из испытуемого газа подкисленным раствором уксуснокислого цинка (или уксуснокислого кадмия при отсутствии в газах меркаптанов) и последующем фотоколориметрическом или спектрофотометрическом определении метиленового синего, образующегося в кислой среде при взаимодействии сульфида цинка с , -диметил- -фенилендиамином в присутствии хлорного железа.

Диапазон измерения сероводорода в анализируемом растворе 8-85 мкг.

Диапазон измеряемых концентраций сероводорода в газе составляет 0,0001-0,05 г/м при объемах газа на испытание 80-1,5 дм соответственно.

4.1 Средства измерений, аппаратура, реактивы

Фотоколориметр или спектрофотометр любого типа, обеспечивающие измерения при длине волны 600-680 нм.

Источник

Йодометрический способ определения сероводорода

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 октября 2014 г. N 1290-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 22387.2-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2015 г.

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Октябрь 2019 г.

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты»

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на природные горючие газы (ГГП) и устанавливает методы определения сероводорода и меркаптановой серы:

— фотоколориметрический — при массовой концентрации сероводорода в диапазоне от 1,0·10 до 5,0·10 г/м и меркаптановой серы в диапазоне от 1,0·10 до 2,5·10 г/м ;

— потенциометрический — при массовой концентрации сероводорода и меркаптановой серы в диапазоне от 1,0·10 до 0,5 г/м ;

— йодометрический — при массовой концентрации сероводорода в диапазоне от 1,0·10 до 150,0 г/м и меркаптановой серы в диапазоне от 1,0·10 до 1,0 г/м .

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 12.0.004 Система стандартов безопасности труда. Организация обучения безопасности труда. Общие положения

ГОСТ 12.1.004 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.005 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.1.007 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.019 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты

ГОСТ 12.1.044 (ИСО 4589-84) Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения

ГОСТ 12.4.009 Система стандартов безопасности труда. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание

ГОСТ 12.4.021 Система стандартов безопасности труда. Системы вентиляционные. Общие требования

ГОСТ 17.2.3.02 Правила установления допустимых выбросов загрязняющих веществ промышленными предприятиями

В Российской Федерации действует ГОСТ Р 58577-2019 «Правила установления нормативов допустимых выбросов загрязняющих веществ проектируемыми и действующими субъектами и методы определения этих нормативов».

ГОСТ 61 Реактивы. Кислота уксусная. Технические условия

ГОСТ OIML R 111-1 Государственная система обеспечения единства измерений. Гири классов , , , , , , , и . Часть 1. Метрологические и технические требования

ГОСТ 199 Реактивы. Натрий уксуснокислый 3-водный. Технические условия

ГОСТ 982 Масла трансформаторные. Технические условия

ГОСТ 1277 Реактивы. Серебро азотнокислое. Технические условия

ГОСТ 1770 (ИСО 1042-83, ИСО 4788-80) Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия

ГОСТ 2053 Реактивы. Натрий сернистый 9-водный. Технические условия

ГОСТ 2603 Реактивы. Ацетон. Технические условия

ГОСТ 3118 Реактивы. Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 3164 Масло вазелиновое медицинское. Технические условия

ГОСТ 3760 Реактивы. Аммиак водный. Технические условия

ГОСТ 4147 Реактивы. Железо (III) хлорид 6-водный. Технические условия

ГОСТ 4204 Реактивы. Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4220 Реактивы. Калий двухромовокислый. Технические условия

ГОСТ 4234 Реактивы. Калий хлористый. Технические условия

ГОСТ 4328 Реактивы. Натрия гидроокись. Технические условия

ГОСТ 4330 Реактивы. Кадмий хлористый 2,5-водный. Технические условия

ГОСТ 5556 Вата медицинская гигроскопическая. Технические условия

ГОСТ 5823 Реактивы. Цинк уксуснокислый 2-водный. Технические условия

ГОСТ 6709 Вода дистиллированная. Технические условия

ГОСТ 6755 Поглотитель химический известковый ХП-И. Технические условия

ГОСТ 7995 Краны соединительные стеклянные. Технические условия

ГОСТ 9147 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия

ГОСТ 9293 (ИСО 2435-73) Азот газообразный и жидкий. Технические условия

ГОСТ 9433 Смазка ЦИАТИМ-221. Технические условия

ГОСТ 9805 Спирт изопропиловый. Технические условия

ГОСТ 10163 Реактивы. Крахмал растворимый. Технические условия

ГОСТ 12026 Бумага фильтровальная лабораторная. Технические условия

ГОСТ 17310-2002 Газы. Пикнометрический метод определения плотности

ГОСТ 18300 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия

В Российской Федерации действует ГОСТ Р 55878-2013 «Спирт этиловый технический гидролизный ректификованный. Технические условия».

ГОСТ 18481 Ареометры и цилиндры стеклянные. Общие технические условия

ГОСТ 18954-73 Прибор и пипетки стеклянные для отбора и хранения проб газа. Технические условия

ГОСТ 22985 Газы углеводородные сжиженные. Метод определения сероводорода, меркаптановой серы и серооксида углерода

ГОСТ 24104 Весы лабораторные. Общие технические требования

В Российской Федерации действует ГОСТ Р 53228-2008 «Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания».

Источник

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЕРОВОДОРОДА В БИОГАЗЕ

Концентрацию сероводорода в газе X, г/м 3 , вычисляют по формуле X=m\(VK1000), где m — масса сероводорода в испытуемом растворе, найденная по градуировочной характеристике, мкг;

V — объем газа, измеренный газовым счетчиком, дм 3 ;

K — коэффициент приведения объема газа к стандартным условиям: температуре 20 °C и давлению 101,325 кПа, вычисленный по формуле K=293*P_в\((273+t)101.325), где P_в — атмосферное барометрическое давление, кПа; t — температура газа в газовом счетчике, °C.

2. Йодометрический метод определения. Метод заключается в поглощении сероводорода из газов подкисленными растворами уксуснокислого кадмия и последующем йодометрическом титровании образовавшегося сульфида кадмия.

Диапазон измеряемых концентраций сероводорода в испытуемом газе составляет 0,01 – 150 г/м 3 при объеме испытуемого газа 20 – 0,1 дм 3 соответственно при использовании титрованных растворов йода и тиосульфата натрия соответствующих концентраций.

В две поглотительные склянки заливают по 50 см 3 раствора уксуснокислого кадмия и 15 см 3 раствора соляной кислоты 0,1 моль/дм 3 . Входную трубку первой склянки присоединяют встык к пробоотборной линии, а выходную трубку второй склянки — к газовому счетчику. Испытуемый газ пропускают через поглотительные склянки, следя за тем, чтобы поглотительный раствор во второй склянке оставался прозрачным. Объем газа измеряют газовым счетчиком. Содержимое первой поглотительной склянки переводят количественно в коническую колбу для титрования, тщательно (особенно при больших концентрациях сероводорода) ополаскивают стенки и трубки склянки дистиллированной водой и сливают ее в ту же колбу.

В колбу пипеткой приливают 10 см 3 раствора йода и, убедившись в его избытке по бурой окраске раствора, титруют избыток йода раствором тиосульфата натрия соответствующей концентрации до светло-желтого цвета. Затем приливают 1 см 3 раствора крахмала и продолжают титровать до исчезновения синей окраски. Содержимое второй поглотительной склянки анализируют аналогично первой. При обнаружении в ней сероводорода испытание следует повторить с меньшим объемом пробы газа.

Параллельно с проведением анализа пробы испытуемого газа аналогично проводят контрольный опыт, как описано выше, но без пропускания газа, не реже одного раза в день.

Концентрацию сероводорода в газе X, г/м 3 , вычисляют по формуле — X=(V-V₁)c17\(V₂K) (1), где V — объем титрованного раствора тиосульфата натрия, израсходованный на титрование поглотительного раствора без пропускания газа (контрольный опыт), см 3 ;

V₁ — объем титрованного раствора тиосульфата натрия, израсходованный на титрование поглотительного раствора после пропускания испытуемого газа, см 3 ;

с — концентрация титрованного раствора тиосульфата натрия, моль/дм 3 ;

17 — масса сероводорода, соответствующая 1 см 3 титрованного раствора тиосульфата натрия концентрации точно 1 моль/дм 3 , мг;

V₂ — объем газа, измеренный газовым счетчиком, дм 3 ;

К — коэффициент приведения объема газа к стандартным условиям: температуре 20 °С и давлению 101,325 кПа, вычисленный по формуле K=293*P_в\((273+t)101.325), где P_в — атмосферное барометрическое давление, кПа;

t — температура газа в газовом счетчике, °C.

Объемную долю сероводорода при стандартных условиях X, %, вычисляют по формуле X=(V-V₁)c11.88*100\(V₂K1000), где V, V₁, c, V₂, К означают то же, что и в формуле (1).

3. Потенциометрический метод определения. Метод заключается в поглощении раствором гидроксида калия и последующем потенциометрическом титровании поглотительного раствора раствором азотнокислого серебра в присутствии аммиака.

Диапазон измерения в анализируемом объеме раствора сероводорода 0,1 – 0,3 мг.

Диапазон измеряемых концентраций в газе 0,001 – 0,5 г/м 3 при объеме пробы газа 100 – 1 дм 3 .

В поглотительную склянку заливают 50 см 3 раствора гидроокиси калия и продувают азотом со скоростью 1-2 дм 3 /мин в течение 5-10 мин. Затем входную трубку склянки подсоединяют к источнику испытуемого газа, а выходную — к газовому счетчику.

Испытуемый газ пропускают через поглотительную склянку. Объем газа измеряют газовым счетчиком. Содержимое поглотительной склянки количественно переводят в стакан для титрования. Электроды перед погружением в раствор для титрования промывают дистиллированной водой и удаляют ее остатки фильтровальной бумагой. Стакан с раствором устанавливают на магнитную мешалку под электроды и продувают раствор азотом через узкую стеклянную трубку (под уровень раствора) и добавляют 2 см 3 концентрированного раствора аммиака.

Электроды погружают в раствор не менее чем на 10-15 мм. Скорость мешалки устанавливают такой, чтобы было интенсивное перемешивание раствора без разбрызгивания и втягивания воздуха в раствор. Скорость перемешивания раствора во время титрования должна быть постоянной.

После перемешивания раствора и установления стабильного начального потенциала сразу же начинают титрование азотнокислым серебром. Капилляр бюретки с раствором азотнокислого серебра погружают под уровень титруемого раствора приблизительно на 15 мм. Записывают исходный потенциал и титруют, приливая сначала по 0,1 см 3 раствора азотнокислого серебра и записывая после каждой добавки новый установившийся потенциал. Для установления стабильного потенциала после каждой добавки необходима выдержка 2-3 мин. Если изменение напряжения после добавления 0,1 см 3 раствора титранта превышает 10 мВ, уменьшают порцию до 0,05 см 3 и титруют до скачка потенциала.

После добавления порции титранта в зоне скачка потенциала для его стабилизации нужна более длительная выдержка (более 5 мин). После достижения резкого скачка потенциала, соответствующего точке эквивалентности, продолжают титровать еще двумя-тремя порциями по 0,05 см 3 до ясного уменьшения скачка. После этого титрование ведут по 0,1 см 3 до тех пор, пока изменение потенциала будет постоянным, достигнет 5 мВ и потенциал составит приблизительно плюс 100 мВ.

При высоких концентрациях компонентов на титрование берут аликвотную часть поглотительного раствора. Для этого поглотительный раствор после абсорбции количественно переносят в мерную колбу вместимостью, необходимой по расчету в зависимости от предполагаемой концентрации компонентов.

Затем отбирают на титрование аликвотную часть раствора, содержащую 0,2-0,4 мг серы, и помещают в стакан для титрования. Раствор в стакане доводят раствором гидроокиси калия до объема, достаточного для погружения электродов на глубину не менее 15 мм, добавляют аммиак и титруют, как описано выше.

Результаты титрования изображают в виде графика зависимости потенциала от объема раствора азотнокислого серебра. Точки перегибов кривой указывают на расход титрованного раствора азотнокислого серебра для достижения конечных точек титрования сероводорода.

Потенциал конечной точки титрования составляет приблизительно минус 320 мВ — для сероводорода. Потенциал зависит от комбинации электродов, и указанные значения следует рассматривать как ориентировочные.

Концентрацию сероводорода в газе вычисляют по формуле X_H,s=V_1*17*c\(V*K), где V₁ — объем титрованного раствора азотнокислого серебра, израсходованный на титрование до точки перегиба кривой, соответствующей эквивалентной точке титрования сероводорода, см 3 ;

17 — масса сероводорода, соответствующая 1 см 3 титрованного раствора азотнокислого серебра концентрации точно 1 моль/дм 3 , мг;

с — концентрация титрованного раствора азотнокислого серебра с (AgNO3) = 0,01 моль/дм 3 ;

V — объем газа, измеренный газовым счетчиком, дм 3

4. Косвенный йодометрический метод определения. Этот метод основан на взаимодействии сероводорода и окислении сульфидной серы свободным йодом до элементарной серы.

В основу способа положено химическое взаимодействие сероводорода с водным раствором аммиаката кадмия, в результате которого образуется эквивалентное количество сульфида кадмия по схеме:

Избыток аммиаката кадмия количественно определяется комплексонометрически с помощью стандартного ЭДТА в присутствии индикатора кислотного хром-темно-синего.

В 2 стеклянных абсорбера барботажного типа (склянки Дрекселя) наливают по 50 мл поглотительного раствора. Склянки закрывают резиновыми пробками со стеклянными трубками для входа и выхода газа и, соединив последовательно, испытывают их на герметичность. Входную трубку первой склянки присоединяют к источнику испытуемого газа, а выходную трубку второй склянки – к газовому счетчику. Затем через поглотительный раствор пропускают газ, измеряя его количество газовым счетчиком, и следят за тем, чтобы поглотительный раствор во второй склянке во время всего испытания оставался прозрачным. После пропускания необходимого объема испытуемого газа приступают к определению кадмия в поглотительном растворе.

Для этого из первой поглотительной склянки измерительной пипеткой, на узкий конец которой плотно надет небольшой сухой ватный тампон, для фильтрования жидкости, отбирают 20 мл фильтрата, вносят в коническую колбу емкостью 250 мл, туда же прибавляют 100 мл дистиллированной воды, 15 капель индикатора хром-темно-синего и избыток ионов кадмия титруют 0,075 н раствором ЭДТА до перехода красно-малиновой окраски жидкости в чисто-синюю. При титровании содержимое колбы все время тщательно перемешивают.

Параллельно с этим проводят контрольное титрование 20 мл того же поглотительного раствора в аналогичных условиях, но без предварительного пропускания газа.

Содержание сероводорода в испытуемом газе в граммах на 100 нормальных куб.метров вычисляют по формуле:

U₁ – объем точно 0,075 н раствора ЭДТА, пошедший на титрование кадмия в контрольном опыте, мл;

U₂ – объем точно 0,075 н раствора ЭДТА, пошедший на титрование кадмия в поглотительном растворе после пропускания испытуемого газа, мл;

0,001278 – количество сероводорода, соответствующее 1 мл точно 0,075 н раствора ЭДТА, г;

U_н –объем пропущенного газа, замеренный по счетчику и приведенный к нормальным условиям.

Заключение

Определив сероводород в биогазе вышеуказанными методами, пришли к выводу, что самым эффективным методом является косвенный йодометрический метод, который имеет ряд преимуществ:

значительно большая специфичность;
упрощение определения сероводорода;
повышение точности определения;
сокращение времени определения;
компактность реализации;
дешевизна.

Литература

1. ГОСТ 22387.2-97. Газы природные горючие. Методы определения сероводорода и меркаптановой серы

2. Патент № 142804. Бараненко С.Е., Кривошеева В.И. Способ определения сероводорода в природных, нефтяных и других газах.

Публикация научной статьи. Пошаговая инструкция

Есть вопрос? Задайте его Вашему персональному менеджеру. Служба поддержки призвана помочь пользователям в решении любых проблем, связанных с вопросами публикации своих работ и другими аспектами работы издательства «Проблемы науки».

Источник