第３５卷第６期 化肥工业 ２００８年ｌ２月 循环气氨含量测定方法的改进 张振忠，胡爱华，郭永 （山东济南化肥厂有限责任公司 ２５０１０１） 摘要合成氨生产过程中，需对循环气进、出口氨含量进行控制，借以判断Ｈ 和Ｎ 转化为ＮＨ 的情况。 通过对传统的硫酸吸收测定法进行改进，使测定结果稳定，对指导生产具有十分重要的意义。 ． 关键词氨含量测定改进 Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｍｍｏｎｉａ Ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ Ｒｅｃｙｃｌｅ Ｇａｓ Ｚｈａｎｇ Ｚｈｅｎｚｈｏｎｇ，Ｈｕ Ａｉｈｕａ，Ｇｕｏ Ｙｏｎｇ （Ｊｉｎａｎ Ｃｈｅｍｉｃａ１ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ｐｌａｎｔ Ｃｏ．Ｌｔｄ．ｏｆ Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｐｒｍ ｉｎｃｅ ２５０１０１） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｍｍｏｎｉａ，ｉｔ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｌ３’ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ａｍｍｏｎｉａ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅ— ｃｙｃｌｅ ｇａｓ ａｔ ｔｈｅ ｉｎｌｅｔ ａｎｄ ｏｕｔｌｅｔ，ＳＯ ａｓ ｔｏ ｊｕｄｇｅ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｔｏ ＮＨ３ ｏｆ Ｈ２ ａｎｄ Ｎ２．Ｂｙ ｉｍｐｒｍ ｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｂｙ ｓｕｌｆｕｒｉｃ ａｃｉｄ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ．ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｂｅｃｏｍｅｓ ｓｔａｂｌｅ，ｈａｖｉｎｇ ａ ｇｒｅａｔ ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｃｅ ｉｎ ｇｕｉｄｉｎｇ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ａｍｍｏｎｉａ ｃｏｎｔｅｎｔ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ 在合成氨生产过程中需对循环气进、出口氨 １．２仪器、药品 含量进行分析，藉以判断Ｈ 和Ｎ 转化为ＮＨ，的 兰舒仪１套，带有量气管（１ ０００ ｍＬ）、水准瓶 情况。氨含量的分析采用经典的硫酸吸收法，其 （平底烧瓶，１ ０００ ｍＬ）和气体反应管；１０ ｍＬ移液管。 弊端是结果波动大、精密度差。通过对该分析方 ０．１ ｍｏｌ／Ｌ硫酸标准溶液；质量分数０．１％甲 法的改进，使测定结果稳定，对指导生产具有十分 基红指示剂。 重要的意义。 １．３操作步骤 １ 原方法简介 准确移取ｌ０．００ ｍＬ硫酸标准溶液于气体反 应管中，加蒸馏水至反应管２／３高度，加２～３滴 １．１方法原理 甲基红指示剂；反应管的出、人口分别与量气管、 样气通过定量体积、定量浓度的硫酸，其中的 样气相接，慢慢通气至溶液底部变黄即停止；记录 氨被吸收，根据硫酸的用量、量气管残气体积及环 量气管体积、室温及水蒸气分压。 境数据计算氨含量。 １．４结果计算 氨体积分数： Ｃ． ×２２ ０８×ｌ００ １０１ ３２５ －Ｐ ｗ气气×————而 × ——＋ｃ－Ｖ×２２．０８ ＋ｃ。 ×． １０ ３２５× 式中：ｃ——硫酸标准溶液的浓度，ｍｏｌ／Ｌ； １０１ ３２５——标准大气压力，Ｐａ； 硫酸标准溶液体积，ｍＬ； ￡——室温，ｏＣ； ｅ——量气管的读数体积，ｍＬ； Ｐ ——室温时的水蒸气分压，Ｐａ； ４８ 第３５卷第６期 化肥工业 ２００８年ｌ２月 ２２．０８——ｌ ｍｍｏｌ氨在标准状态下的 ２５０ ｍＬ三角瓶，２５ ｍＬ移液管（Ａ级，无须容 体积，ｍＬ。 积校正），５０ ｍＬ碱式滴定管。 １．５存在的问题 ０．１ ｒｎｏｌ／Ｌ硫酸粗溶液，０．１００ ０ ｍｏｌ／Ｌ ＮａＯＨ （１）反应终点的判断较粗略。通气时极易过 标准溶液。 终点（吸收液全部变黄）；通气的快慢、操作人员 其余同１．２。 的变更对测定结果的影响较大。 ２．３操作步骤 （２）蒸馏水的酸碱度对测定结果会产生一定 （１）准确移取２５．００ ｍＬ硫酸粗溶液于气体 的影响。 反应管中，加入６０ ｍＬ蒸馏水、２—３滴甲基红指 ２ 方法的改进 示剂；反应管的出、人口分别与量气管、样气相连 接，慢慢通气至量气管体积为５００ ｍＬ（人口氨）或 ２．１ 方法简介 ２００ ｍＬ（出口氨）左右时停止通气；准确读取量气 样气通过气体反应管中定量的硫酸，其中的 管的体积数 。 氨被吸收；当量气管中气体达到一定体积（最好 （２）将溶液洗人２５０ ｍＬ三角瓶中，用等浓度 为正百数值，便于操作）且溶液尚未变黄时停止 的ＮａＯｔｔ标准溶液反滴过量的硫酸至终点，记录 ３ ３ 通气，将溶液洗人２５０ ｍＬ三角瓶中，用等浓度的 消耗的ＮａＯＨ标准溶液的体积 。 ３ ２ ＮａＯＨ标准溶液反滴过量的硫酸，同时做空白试 （３）同时做空白试验，记录消耗的ＮａＯＨ标 Ｏ 验。 准溶液的体积 。 ∞ ９ ｉ２．２仪器、药品 ２．４结果计算 ２ ２ ３ ４ 氨体积分数＝ 竺残气×— ——１壶 ——３ 季—２—５—×— 了 （一 ｊ４－ Ｖｏ ×．Ｖ ２２ ０８×１ ０（】 Ｏ ０ ４ ６ ３ ３ ３ ２ 式中： ——空白试验所消耗的ＮａＯＨ标准 表１两种测定方法精密度比较 Ｏ ， 溶液的体积，ｍＬ； ０ 体积—— 的体积校正值，ｍＬ； ｛２ ２ 温度—— 的温度校正值，ｍＬ； ３ ５ Ｏ 测定所消耗的ＮａＯＨ标准溶液 ２ ５ Ｏ 的体积，ｍＬ； 积—— 的体积校正值，ｍＬ； 温度—— 的温度校正值，ｍＬ； 气——量气管的读数体积，ｍＬ； ｃ——ＮａＯＨ标准溶液的浓度，ｍｏｌ／Ｌ。 ３ 精密度比较 用２个６０ Ｌ气囊各取样６０ Ｌ左右，对此样品 收不完全，导致结果偏低，过慢则浪费时间。 进行多次重复测定，测定结果见表１。 （２）将硫酸粗溶液的体积定为２０ ｍＥ（较原来 由表１可知，新方法的方差远小于原方法，其 增加约ｌ倍），是为了使ＮａＯＨ标准溶液滴定体积 精密度达到了生产要求。 数不会太小（＞１０ ｍＬ），以减小滴定误差。 ４ 本方法特点及注意事项 （３）洗气体反应管中残液时次数要一致，尽 量使洗人的蒸馏水量一致，可减少因空白试验带 （１）通气速率一般以人口氨每秒７～８个气 来的误差。 泡、出口氨４～５个气泡为宜 速度过快会使氨吸 （４）经验证明，残气量人口氨以５００ ｍＬ、出口 ４９ ３２ ２ ３ ３ ５ ２ ４ ３ ３ ３ ３ ｝２ ２ ３ ３ ３ ６ ３ ７ ｝２ ２ ３ ６ 第３５卷第６期 化肥工业 ２００８年１２月 氨以２００ ｍＬ为宜，且整数值便于操作。当然，因 （６）本方法也可用于碳化出口气、弛放气中 各企业生产情况不同，可加以调整。 微量氨的测定，即使样气中的ＣＯ：含量较高（体 （５）空白试验有效地消除了因蒸馏水酸碱度 积分数＞３０．０％），由于反应在强酸条件下进行， 的差异所带来的误差，若化验室室温较恒定，可每 ＣＯ：并不会影响测定结果，只需将硫酸粗溶液的 天只做１次空白试验，但更换试剂必须重做空白 浓度换为０．Ｏｌ ｍｏｌ，／Ｉ 、ＮａＯＨ标准溶液的浓度换 试验。因要求严格，所以对使用的碱式滴定管进 为０．０１０ Ｏ０ ｍｏＬ／Ｌ即可（因碳化出口气、弛放气 行了体积校正，在计算中加人滴定体积的温度、体 中氨含量较低）。 积校正值；若要求不是很严，则可不加人。 （收稿日期２００７－０６－２９） 、驴 、驴 穸、Ｅ 驴驴 穸、移 —：Ｚ 护抄抄痧驴驴驴驴《 、护 （上接第２７页） 表１ 精脱硫剂和深度净化脱硫剂特性表 深度净化剂、保护剂与相关设备的操作费用 为８０万元／ａ；节省更换１次甲醇催化剂（２９３ ｔ） ２ 深度净化专用技术与国外的保护剂技 费用为５１５万 ａ；减少１次停、开车费用与增加 术对比 １０ ｄ生产时间的效益为３９４万 ａ（吨甲醇利润 深度净化专用技术与国外保护剂技术对比见 以５００元计）；故净利润为８２９万 ａ。 表２。 （２）深度净化专用技术指标 表２ 深度净化专用技术与国外保护剂技术对比 ①总硫（Ｈ：Ｓ＋ＣＯＳ）质量分数＜１０×１０一。 ②［Ｆｅ（ＣＯ） ＋Ｎｉ（ＣＯ） ］质量分数＜５０× ｌ０一。 ③甲醇催化剂使用寿命４～６年，深度净化 匐 ｃＨ２Ｓ＋ＣＯＳ ｏｏ 。 剂与保护剂使用寿命４～６年。 （３）深度净化专用技术效果 Ｃ ＯＳ） ＜１０ｓｚ。 。 ①低温甲醇洗技术 净化气中总硫（Ｈ：ｓ＋ＣＯＳ）的质量分数为＜ １００×１０一，Ｆｅ（ＣＯ） ＋Ｎｉ（ＣＯ） 无指标，甲醇催 ３ 结语 化剂使用寿命２～３年。 合成气深度净化脱硫技术目前已在本公司为 ②低温甲醇洗加深度净化专用技术 某厂的设计中得到应用，该技术具有投资少、见效 净化气中总硫（Ｈ ｓ＋ＣＯＳ）质量分数＜１０× 快、公用工程消耗少、系统操作弹性大等优点，最 ｔ０ ，［Ｆｅ（ＣＯ） ＋Ｎｉ（ＣＯ） ］质量分数＜５０× 终的总硫质量分数始终稳定在１０ Ｘ ｌ０ 以下 ｌ０～，甲醇催化剂的使Ｈ＿】寿命为４～６年 （收稿： 期２００７—０８Ｊ）１） Ｓｆ１
