石油中硫化合物化验分析方法研究

摘要：硫化合物是石油中的重要组成部分，其含量和形态分布对石油加工工艺、清洁燃料生产以及环境保护等方面具有重要影响。本文详细探讨了石油中硫化合物的分析方法，包括总硫测定、活性硫及腐蚀性硫分析、硫醚和噻吩分析以及单体硫化合物分析。通过对不同类型硫化合物的分析方法的综述，为制定合理的加工工艺、生产高效催化剂、制定设备防腐策略以及提供满足环境需求的清洁燃料提供了理论依据。研究表明，不同原油的硫含量及其硫化合物的类型分布存在较大差异，特别是中东原油的硫含量较高，对石油加工工艺和环境带来了较大挑战。本文的研究成果对石油加工和环境保护领域具有重要的参考价值。

关键词：石油；硫化合物；分析方法；总硫测定；活性硫；腐蚀性硫；硫醚；噻吩；单体硫化合物

引言

硫是石油中的一种常见元素，存在于所有的原油中，但不同原油的硫含量和硫形态分布存在较大差异。硫化合物对石油加工工艺、清洁燃料生产以及环境负担等方面均有重要影响。为了满足国民经济发展的需要，我国从国外进口了大量原油，其中很大一部分是中东原油，这些高硫原油的加工不仅会对现有的石油加工工艺带来影响，还会加重设备腐蚀和环境负担。因此，了解不同硫化合物在原油及其馏分油中的分布规律，对于制定合理的加工工艺、生产长寿高效的催化剂、制定切实可行的设备防腐策略以及提供满足环境需要的清洁燃料具有重要意义。

1. 总硫测定方法

总硫的测定方法有很多种，包括燃灯法、波长散射X射线荧光法、微库仑法、氢解醋酸铅比色法、紫外荧光法等。其中，能量散射X射线荧光法操作简单、速度快、仪器价格便宜，因此被广泛用于测定石油和石油产品中0.2%以上的硫。对于0.2%以下的硫，则可采用紫外荧光法等微量方法。

1.1 燃灯法

燃灯法是通过燃烧样品，使硫转化为二氧化硫，然后通过特定的化学试剂或仪器检测二氧化硫的含量，从而推算出硫的含量。该方法具有设备简单、操作方便等优点，但缺点是容易受到其他元素干扰，影响测定结果的准确性，同时对于微量硫的测定不够灵敏。

1.2 能量散射X射线荧光法

能量散射X射线荧光法是通过X射线激发样品中的硫元素，使其发出特征荧光，通过检测荧光强度来确定硫的含量。该方法具有操作简便、测量速度快、重现性好等优点，适用于测定石油及其产品中的高含量硫。

1.3 紫外荧光法

紫外荧光法是通过紫外光激发样品中的硫元素，使其发出荧光，通过检测荧光强度来确定硫的含量。该方法适用于测定石油及其产品中的微量硫，具有灵敏度高、准确性好等优点。

2. 活性硫及腐蚀性硫分析

活性硫及腐蚀性硫对石油加工设备和环境具有重要影响，因此对其进行准确分析具有重要意义。活性硫主要包括元素硫、硫化氢、硫醇和二硫化物等。

2.1 元素硫的分析

元素硫的分析方法主要采用单扫描示波极谱法。该方法通过极谱仪对样品中的元素硫进行测定，具有灵敏度高、准确性好等优点。

2.2 硫化氢和硫醇的分析

硫化氢和硫醇的分析方法主要采用硝酸银电位滴定法。该方法通过以硝酸银为滴定剂，对样品中的硫化氢和硫醇进行电位滴定，从而确定其含量。

2.3 二硫化物的分析

二硫化物的分析方法主要采用碱洗脱硫醇、硫化氢-锌粉还原-电位滴定法。该方法通过碱洗去除样品中的硫醇和硫化氢，再以锌粉还原二硫化物，最后通过电位滴定法测定二硫化物的含量。

2.4 腐蚀性硫的分析

腐蚀性硫的分析方法是通过测定样品在一定温度下与铜粉反应前后的硫含量之差来确定。该方法通过模拟石油加工过程中的腐蚀环境，对样品中的腐蚀性硫进行测定，具有操作简便、重现性好等优点。

3. 硫醚和噻吩分析

硫醚和噻吩是石油中常见的硫化合物，其含量和形态分布对石油加工工艺和环境保护具有重要影响。

3.1 硫醚的分析

硫醚的分析方法主要以氧化法为基础，常用的氧化剂包括碘酸钾和四醋酸铅等。通过氧化剂将硫醚定量氧化为亚砜，再通过紫外光谱法进行测定。该方法具有灵敏度高、准确性好等优点。

3.2 噻吩的分析

噻吩的分析方法相对较少，较早的方法是通过高温裂解除去其他硫化合物，剩下的硫化合物即为噻吩。近年来，随着色谱技术的发展，气相色谱法已成为噻吩分析的主要方法。通过气相色谱-质谱联用技术，可以对石油中的噻吩类化合物进行定性和定量分析。

4. 单体硫化合物分析

单体硫化合物分析是了解石油中硫化合物分布和形态的重要手段。常用的单体硫化合物分析方法包括气相色谱法和高效液相色谱法等。

4.1 气相色谱法

气相色谱法是通过气相色谱仪对样品中的单体硫化合物进行分离和测定。常用的检测器包括火焰光度检测器、硫化学发光检测器、原子发射光谱检测器和质谱检测器等。通过选择合适的检测器和色谱条件，可以对石油中的单体硫化合物进行定性和定量分析。

4.2 高效液相色谱法

高效液相色谱法是通过高效液相色谱仪对样品中的单体硫化合物进行分离和测定。该方法具有分离效果好、灵敏度高、准确性好等优点，适用于测定石油中的复杂硫化合物。

5. 不同原油硫化合物分布规律

不同原油的硫含量及其硫化合物的类型分布存在较大差异。以中东原油和俄罗斯原油为例：

5.1 中东原油总硫分布

中东原油的硫含量普遍较高，如伊朗原油的硫含量在2%左右，沙特阿拉伯原油在1.5%-2.5%之间，伊拉克原油在2%左右，科威特原油在2%左右，阿曼原油的硫含量稍低些，在1.5%左右。中东原油馏分油中总硫含量分布的规律与其他原油基本一致，即硫在馏分油中的含量随沸点的升高而升高。

5.2 俄罗斯原油总硫分布

俄罗斯原油的硫含量因产地不同而有所差异，但总体来说，其硫含量相对较低，且硫化合物类型相对简单。然而，随着开采的深入和原油品质的变化，俄罗斯原油的硫含量也在逐渐增加，需要引起关注。

5.3 中东原油与俄罗斯原油活性硫、总活性硫、腐蚀性硫分布

中东原油中的活性硫、总活性硫和腐蚀性硫主要分布在轻馏分中，且在沸点为200-300℃左右的馏分中含量最高。这些活性硫和腐蚀性硫对石油加工设备和环境具有重要影响，需要采取相应的防腐措施。相比之下，俄罗斯原油中的活性硫和腐蚀性硫含量较低，但其分布规律仍需进一步研究。

结束语

本文通过对石油中硫化合物的分析方法进行研究，详细探讨了总硫测定、活性硫及腐蚀性硫分析、硫醚和噻吩分析以及单体硫化合物分析等方面的内容。研究表明，不同原油的硫含量及其硫化合物的类型分布存在较大差异，特别是中东原油和俄罗斯原油的硫含量各有特点，对石油加工工艺和环境带来了不同挑战。通过对不同类型硫化合物的分析方法的综述，为制定合理的加工工艺、生产高效催化剂、制定设备防腐策略以及提供满足环境需要的清洁燃料提供了理论依据。未来的研究应进一步关注高硫原油的加工技术和环境友好型催化剂的研发，以降低石油加工过程中的环境负担。

参考文献

1.田松柏， 教授级高级工程师， 原油评价及石油化学方面的研究工作.

2.杨永坛， 杨海鹰， 陆婉珍， 第六届全国石油化工色谱学术报告会论文集.