آنالیز گوگرد

[P O U R I A]

برای دستیابی به حجم زیادی از گوگرد با کیفیت مناسب (درجه خلوص بالا) نیازمند یکسری پیش عملکردها و همچنین طراحی سیستمهایی جهت دسترسی به آن خواهیم بود. کیفیت گوگرد میتواند تحت تأثیر انواع روشهای بکار برده شده به صورت متفاوتی بیان گردد که شناخته شده ترین این روشها، فرایند فراش میباشد.
از جمله فرایندهای دیگر، کلاوس (Claus) می­باشد که معمولاً دارای خلوص 98/99 % (به صورت خشک) و شامل 01/0- 03/0% مواد آلی، 01/0- 05/0% خاکستر و به طور تقریبی 05/0% رطوبت بدون آرسنیک ، تلوریوم، فلورین و بیتومن است.

در این رابطه اغلب مواردی که جهت کنترل کیفیت گوگرد اندازه­گیری می­شود شامل موارد ذیل میباشند:

• مقدار رطوبت
• مقدار خاکستر
• اسیدیته
• مقدار کلراید
• مقدار کربن (مواد آلی)
• مقدار هیدروژن سولفید
• مقدار آمونیاک
• آرسنیک
• آهن

روشهای موجود در فرایند Frasch (بازیافت گوگرد) به صورت پذیرفته شده و پیوسته اطلاعات مشابهی در اختیار ما قرار میدهند. این روشها دارای فرایند حذف بوده و پیشنهاد انجام هر کدام از این روشها به نتایج، زمان مصرف و کاربرد آنها بستگی خواهد داشت. جهت آماده سازی نمونه آزمایشگاهی موارد ذیل میبایست در نظر گرفته شود :
1- تهیه نمونه آزمایشگاهی : نقطه ذوب پایین گوگرد سبب ایجاد روشهای به هم پیوسته و راحتی گردیده که در تهیه نمونه های جامد آزمایشگاهی بکار میرود. گوگرد بوسیله یک خردکن (پودر ساز) خرد میگردد. کاهش اندازه ذرات گوگرد، حرارت کافی جهت غلیظ و چسبنده شدن آن را ایجاد مینماید. بدلیل اهمیت بالای خلوص گوگرد خام میبایستی که در طول تهیه نمونه دقت لازم بعمل آید.
2- بازتاب نوری : بازتاب نوری نمونه آزمایشگاهی تحت شرایط ویژه تهیه آن اندازه گیری میگردد. طبق مقیاس تعریف شده در سازمان بین المللی، گوگرد بسیار خالص دارای انعکاس نوری، حدود 86 % خواهد بود، اما به طول معمول محصول گوگردی با میزان شفافیت بزرگتر از 63 % مورد توجه میباشد.
ناخالصی­های موجود در یک نمونه گوگرد با کیفیت خوب پس از طی مراحل Frasch یا Claus شامل؛ رطوبت، مواد معلق، اسید سولفوریک، دی اکسید گوگرد، هیدروژن سولفید، مواد کربنی، نیتروژن و اکسیژن حل شده، می باشند که از مهمترین آنها مواد کربنی بوده و اغلب روشهای آنالیز بدان معطوف گشته است.
در روشهای قدیمی جهت پی بردن به صحت آنالیز و غلظت گوگرد در نمونه کربنی، نیاز به اندازه گیری دانسیته نمونه های جداسازی شده بود و بهبود این روشها به دانسیته نمونه کربنی با استفاده از مقدارکربن دی اکسید تولید شده بوسیله اکسیداسیون نمونه که در واقع بیان کننده دانسیته نمونه میباشد، بستگی خواهد داشت.
از روشهای دیگر موجود در آنالیز گوگرد میتوان به پاسخ فیزوالکتریکی و تیتراسیون قلیایی دو اسید گازی و غیره اشاره نمود.

---

فهرست مطالب این تاپیک:

• آنالیز کیفی گوگرد عنصری
  • رنگ گوگرد
  • مقاومت در برابر خورد شدن
  • دانسیته توده
  • اندازه دانه های گوگرد
  • شکل گوگرد
  • اسیدیته
  • حلالیت
  • درجه خلوص
• آنالیز کمی گوگرد عنصری
  • میزان مواد آلی
  • میزان سولفید هیدروژن
  • میزان رطوبت
  • میزان خاکستر
  • میزان کلر
• آنالیز کمی گوگرد مایع
  • ویسکوزیته
  • میزان H2Sx/ H2S
• آنالیز ترکیبات گوگردی
  • گاز طبیعی
  • نفت خام
  • دود کشهای خروجی گاز

 

[P O U R I A]

آنالیز کیفی گوگرد عنصری » رنگ گوگرد

آنالیز کیفی گوگرد عنصری » رنگ گوگرد

گوگرد معمولاً به رنگ زرد میباشد، اما میتواند به رنگ زرد مایل به نارنجی یا قهوه ای نارنجی نیز وجود داشته باشد. ناخالصی­های موجود در یک نمونه گوگرد با کیفیت خوب، پس از طی مراحل Frasch یا Claus شامل؛ رطوبت، مواد معلق، اسید سولفوریک، دی اکسید گوگرد، هیدروژن سولفید، مواد کربنی، نیتروژن و اکسیژن حل شده، میباشند که میتوانند بر روی رنگ آن تأثیرگذار باشند. گوگرد به شکل قفسی ناقص در سه جهت وجود دارد و دارای هدایت پایین بعنوان یک غیر فلز معدنی است. اسیدیته محلول نیز میتواند به طور مستقیم بر روی رنگ اثر بگذارد. اندازه­گیری رنگ یک نمونه محلول تمام اطلاعات مربوط به طبیعت جسم رنگی تولید شده را در اختیار ما قرار نمیدهد. بدین منظور یک مقیاس استاندارد اختیاری برای مقایسه شدت رنگ استفاده میشود. صحت رنگ یک نمونه تنها بوسیله اجسام حل شده و به طور ویژه اندازه­گیری دقیق مواد معلق موجود در آن امکان پذیر نمی­باشد. از فیلتراسیون نباید استفاده شود زیرا سبب بی­رنگ شدن می­گردد. جهت مشاهده رنگ، بهترین نتیجه می­تواند بوسیله سانتریفوژ ابتدایی بدست آید. فتومترها برای اندازه گیری رنگ پیشنهاد نمی­شوند زیرا سبب مزاحمت­هایی از نوع آلودگی می­گردند.
شکل زیر کریستالهای شفافی از کمپلکس گوگردی تشکیل شده در فعالیت آتشفشانی کالیفرنیا را نشان میدهد.

​

مشاهده دو سمت نمونه گوگردی مقابل، رنگ زرد تیره را نشان میدهد.

​

شکل زیر کمپلکس کریستالی گوگرد را در قسمت بالای کریستالهای کالینیت (باجا_مکزیک) نشان میدهد.



نمونه ای از گوگرد استفاده شده در کشاورزی در این تصویر (Western Maricopa) نشان داده شده است.



در ابتدای نقطه ذوب، گوگرد به رنگ زرد روشن مایع میباشد. در درجه حرارت­های بالا بخاراتی برمیخیزد و مایع همچنان قرمز تیره است. با آهسته سرد شدن رنگ قرمز تیره به زرد برمیگردد. در سال 1908 دانشمندی به نام اردمن پیشنهاد نمود که تغییر رنگ با تبدیل S[SUB]8[/SUB] ایجاد میگردد و بعد از آن دانشمند دیگری به نام کلاس فکر کرد که گوگرد مایع شامل S[SUB]12[/SUB] و S[SUB]18[/SUB]میباشد.
امروزه متوجه شده ایم که گوگرد مایع یک سیستم پیچیده است و شامل تعدادی از آلوتروپهای گوگردی میباشد. عنصر گوگرد در درجه حرارت اتاق کم رنگ یا جامد کریستالی به رنگ زرد روشن میباشد. در حقیقت لغت اصلی آن نمیتواند بیانگر رنگ دقیق آن باشد. یکی از ریشه­های آن در زبان عربی لغت SUFRA به معنی زرد است. توصیف رنگ همیشه به کریستال گوگردی زرد شفاف برنمی­گردد، بعضی اوقات به رنگ زرد سبز است و حتی در کاربردهای دیگر آن به خردلی یا خاک رس نیز برمیگردد.

 

[P O U R I A]

آنالیز کیفی گوگرد عنصری » مقاومت در برابر خرد شدن

آنالیز کیفی گوگرد عنصری » مقاومت در برابر خرد شدن

اندازه­گیری میزان مقاومت مواد گرانولی در برابر خرد شدن در جهت تشخیص مناسب بودن آنها در کاربردهای صنعتی و مهندسی بسیار مهم میباشد. مقاومت در برابر خرد شدن نشان دهنده مقاومت و سختی مواد جامد در برابر فشار بوده و یکی از مهمترین خصوصیات نه تنها در کاتالیستهای صنعتی بلکه برای سرامیکها و قرصهای دارویی و بسیاری از مواد جامد به شمار میرود.
بررسی­های آزمایشگاهی بر بازده عملکرد فشار- سختی و مقاومت در برابر خرد شدن مواد گرانولی بسیار سنگین و وقت گیر میباشد. همچنین نتایج حاصل از این آزمایشها بر روی نسبت ظاهری نمونه نیز اثراتی میگذارند از جمله چگالی، میزان سختی، اندازه ، شکل دانه ها و موارد دیگر میباشند.
با بهبود مدل کلی ریاضی که به صورت ابتدایی بر اساس خواص فیزیکی مواد گرانولی مانند اندازه ذرات و خصوصیات گراویمتری که برای تخمین مقاومت در برابر خرد شدن مربوط میگردد، میتوان بر این مشکلات غلبه نمود.
دو ویژگی مختلف مکانیکی در اندازه­گیری مقاومت مکانیکی شامل مقاومت در برابر خرد شدن و مقاومت در برابر سایش / اصطحکاک میباشد.

لینک های مرتبط:

[COLOR=#000000][FONT=tahoma][FONT=Calibri][URL="http://www.newford.com.cn/PDF/Vincien001.pdf"][COLOR=windowtext][B][U][FONT=Calibri][COLOR=#008080]http://www.newford.com.cn/PDF/Vincien001.pdf[/COLOR][/FONT][/U][/B][/COLOR][/URL][/FONT][/FONT][/COLOR]
[COLOR=#000000][FONT=tahoma][FONT=Calibri][URL="http://www.springerlink.com/content/u3530t3m48419984/fulltext.pdf?page=1"][COLOR=windowtext][B][U][FONT=Calibri][COLOR=#008080]http://www.springerlink.com/content/u3530t3m48419984/fulltext.pdf?page=1[/COLOR][/FONT][/U][/B][/COLOR][/URL][/FONT][/FONT][/COLOR]

روش تعیین مقاومت در برابر خرد شدن

 

[P O U R I A]

آنالیز کیفی گوگرد عنصری » دانسیته توده

آنالیز کیفی گوگرد عنصری » دانسیته توده

دانسیته توده بعنوان وزن واحد حجم تعریف شده و یکی از خصوصیات پودرها، گرانول­ها و دیگر جامدات پخش شونده و به طور ویژه برای خاک میباشد و در حقیقت بیان کننده حجم کلی اشغال شده توسط این ذرات است. حجم کلی شامل حجم ذرات، حجم خالی ما بین ذرات و حجم حفرات داخل آنهاست. دانسیته توده جزء خاصیت ذاتی ماده نیست و می­تواند بسته به استعمال مواد تغییر کند. برای مثال ریزش پودر در سیلندر، دانسیته توده مخصوص به خود را دارد. اگر سیلندر ساکن نباشد ذرات پودری حرکت خواهند کرد و معمولاً در جایی نزدیک به هم نشست میکنند که در نتیجه دانسیته توده بیشتری را ایجاد مینمایند. به این دلیل، دانسیته توده پودرها بعنوان دانسیته "آزادی نشست" و " ته نشین­سازی" یا فشرده سازی گزارش شده است که دانسیته ته نشین­سازی به دانسیته توده پودر بعد از فرایند فشرده­سازی، که شامل ارتعاش ظرف است، بر می­گردد.
دانسیته توده خاک، اندازه­گیری وزن خاک در واحد حجم است و برحسب (g/cc) میباشد و به طور معمول در یک آون در 110 درجه سانیتگراد، خشک و اندازه­گیری می­گردد. تفاوت دانسیته حجمی به ارتباط نسبی و گرانروی ویژه مواد جامد آلی، ذرات معدنی و روزنه­های (تخلخل) خاک مربوط میشود. اغلب خاکهای معدنی دارای دانسیته بین 1 تا 2 می­باشند. اگر چه دانسیته توده به ندرت اندازه­گیری میشود اما در بررسی کمی خاکها مهم به شمار میرود و میبایست به درستی اندازه­گیری گردد. این قبیل اطلاعات در محاسبه رطوبت ضروری میباشند و به طریق کلی زیر محاسبه آن صورت می گیرد :

[Bulk density = [weight / volume
Porosity = [1- Bulk density / Practical density] × 100 ​

 

[P O U R I A]

آنالیز کیفی گوگرد عنصری » اندازه دانه های گوگرد

آنالیز کیفی گوگرد عنصری » اندازه دانه های گوگرد



در سال 1992 دانشمندی به نام کارل مارکس گوگرد بسیار ریزی را خالص سازی و تهیه نمود که میزان ریزی در آن بدلیل محدودیتهای بسیار بکار برده شده، با ذرات گوگردی و کریستالی دیگر که دارای شکل و اندازه یکسانی بودند و از طریق روشهای معمولی بدست آمده بودند، متفاوت بود.
در حالیکه ذرات سولفور و بلورها در اندازه، یکنواخت­تر از آنهایی هستند که با روش‌های معمول آسیاب کردن بدست می‌آیند. روش آسیاب کردن برای تهیه گوگرد با ریزی مشخص، متداول است ولی اغلب خطر حادثه‌ آتش سوزی و انفجار برای عملیات آسیاب کردن وجود دارد که با انجام عملیات در حضور گاز نجیب به عنوان گاز خروجی، خطر آتش سوزی به حداقل می‌رسد. یکی از معایب این روش آن است که به طور گسترده پودری با درجه ریزی متغیر تشکیل می‌شود. بنابراین با آسیاب کردن، یکنواختی در ریزی تقسیم گوگرد وجود ندارد.
از طرفی دیگر، با ذوب گوگرد در حضور حلال‌های مشابه مایع و جامد، برای مثال، با به کارگیری هیدروکربن‌های آروماتیک و مخلوط‌های هیدروکربنی و خصوصاً در جایی که هیدروکربن‌های مایع، حلال بسیار خوبی برای اضافه شدن هستند، ولی حلال ضعیفی برای گوگرد محسوب می‌شوند، قادر خواهیم بود سولفور رسوبی با درجات بسیار ریزی بدست آوریم. برای مثال، به کار بردن نفتالین به عنوان هیدروکربن آروماتیک جامد و تولوئن یا مایع معادل دیگری به عنوان هیدروکربن مایع مناسب است.

http://www.freepatentsonline.com/1497649.html


در ارتباط با خصوصیات مش­ها، سه سطح برای آنها در نظر گرفته می­شود :

• خصوصیات کلی اندازه مش­ها
• خصوصیات موضعی اندازه مش­ها
• تطابق خصوصیات اندازه مش­ها

وسایل مش اغلب برای اندازه گیری اندازه ذره توزیع مواد گرانولی بکار برده میشوند. برای مثال از یک نمونه دانه­ای، ذرات ممکن است در بالای یک مش با سوراخهای ویژه قرار داده شود که در زمان تکان دادن مش، قطعات کوچکتر شکسته شده و گرد و خاک از بین مش عبور داده میشوند. در حالیکه مابقی ذرات در روی آن قرار میگیرند. برای مواد تجاری خریداری شده آزمایشی شبیه به آن جهت اندازه­گیری دسته­ای از ذرات که به قطعات کوچکتر شکسته شده­اند استفاده میشود. این نوع تستها در بعضی از صنایع معمول میباشد و برای آنها روشهای آزمایشی یکنواختی بکار برده میشود.
چند سری از مش­های استاندارد کاربردی شامل :
ISO 565 (1987), ISO 3310 (1999), ASTM E 11-70 (1995), DIN 4188 (1977), BS 410 (1986) and AFNOR NFX11-501 (1987)

بعضی اوقات برای مواد پودری و گرانولی، اندازه ذره معینی تعریف شده است. این نوع تعاریف در بعضی مواقع مبهم میباشد. ویژگیهای دقیق­تر نشان میدهد، ماده­ای که از بین بعضی مش­های مخصوص عبور میکند (که دارای یک اندازه ماکزیمم میباشند و قطعات بزرگتر از آن عبور نمیکنند) در بعضی مش­های ویژه دیگر باقی خواهند ماند (که دارای اندازه مینیمم میباشند و قطعات کوچکتر از آن از بین مش عبور داده میشوند)، این نوع تعاریف محدوده اندازه ذرات را مشخص میکند.

در ادامه ویژگی­های اندازه ذره با استفاده از مش آورده شده است :

• A "+" قبل از الک کردن مش، ذرات باقیمانده در الک را نشان میدهد.
• A "+" قبل از الک کردن مش ذرات عبوری از الک را نشان میدهد.
• نوعاً، 90 % یا بیشتر ذرات ما بین این محدوده را نشان میدهند.

روش اندازه گیری توزیع اندازه ذرات

 

[P O U R I A]

آنالیز کیفی گوگرد عنصری » شکل گوگرد

آنالیز کیفی گوگرد عنصری » شکل گوگرد

آلوتروپها، شکلهای ساختاری متفاوت از عنصری یکسان میباشند. در مورد جامدات تفاوت در شکل های مشاهده شده مربوطه به تفاوت در ساختار کریستالی آنها میباشد. در دیگر موارد تفاوت در شکل ممکن است مربوط به اختلاف در تعداد اتمها در یک مولکول از جسم باشد. به طور کلی گوگرد دارای سه آلوتروپ میباشد که شامل مونو کلینیک، رومبیک (شبیه سوزن) و آمورف (بی­شکل و پلاستیکی) میباشد و تفاوت ساختار آنها با تغییر شرایط در زمان رشد کریستالها ایجاد شده است. گوگرد به شکل کریستالی رومبیک یک آلوتروپ پایدار در درجه حرارت اتاق میباشد. با کنترل شرایط، میتوان آلوتروپهای دیگری از گوگرد را ایجاد کرد. ذوب شدن سبب تغییراتی در فاز و از دست دادن شکل کریستالی خواهد شد و سرد شدن آهسته ایجاد کریستالهای بزرگتر مینماید.
سولفور کریستالی از حلقه­های پیچیده S[SUB]8[/SUB] به شکل تاج تشکیل شده است. آنها میتوانند با یکدیگر به 2 طریق متفاوت به کریستالهای رومبیک و سوزنی مونوکلینیک تبدیل شوند. در پایین 96 درجه سانتیگراد، گوگرد رومبیک شکل پایدارتر آلوتروپی گوگرداست. در نقطه ذوب حدود 118 درجه سانتیگراد گوگرد ابتدا به شکل مایع سیال و شفافی شامل حلقه­های S[SUB]8[/SUB] درخواهد آمد. اگر به آن اجازه دهیم که سرد شود، شکل کریستالی مونو کلینیک گوگرد در بالای 96 درجه سانتیگراد ایجاد میگردد. شکل مونو کلینیک گوگرد به آهستگی به شکل پایدارتر رومبیک در پایین 96 درجه سانتیگراد برخواهد گشت. اگر گوگرد جامد در پایین 96 درجه سانتیگراد با کریستالی شدن محلول ایجاد شده باشد، شکل پایدار رومبیک ایجاد میگردد.

​

بنابراین گرم شدن گوگرد مایع شامل حلقه­های S[SUB]8[/SUB] آنرا به زنجیره های S[SUB]8[/SUB] شکسته و ممکن است به زنجیره­های بزرگتر به هم پیچیده­ای بپیوندد که سبب افزایش ویسکوزیته آن گردد. در درجه حرارتهای بالاتر این زنجیره ها به زنجیره های کوتاه تر شکسته شده و شاید هم به کوتاهی S[SUB]2[/SUB] و دوباره ویسکوزیته کاهش میبابد. به سرعت سرد شدن گوگرد مایع سبب ایجاد گوگرد جامدی به حالت زنجیره های پیچیده ای میگردد که این پلاستیک گوگرد میباشد. در حالت کشیدگی، زنجیره­ها بدون مارپیچی و آزادانه تمایل به برگشت به حالت مارپیچی دارند.


چرخه S[SUB]8
[/SUB]
گوگرد آلفا: این نوع گوگرد اغلب به همین شکل در طبیعت یافت میگردد و به صورت خالص دارای رنگ زرد-سبز میباشد. در آب نامحلول بوده و یک عایق الکتریکی خوب با هدایت گرمایی ضعیف میباشد. به طور تقریبی در 25 درجه سانتیگراد، در 100 / 5/35 گرم حلال کربن دی سولفید حل میگردد. دارای ساختار کریستالی رومبو هدرال میباشد. اغلب از "گل های گوگردی"، "گوگرد لوله ای" و شیر گوگرد بدست می آید. اصطلاحاً بدان شکل تاجی هم گفته میشود. طول پیوند S-S در آن 206pm و زاویه S-S-S در آن 180 درجه میباشد. در دمای 3/95 درجه سانتیگراد، گوگرد آلفا به گوگرد بتا تبدیل میگردد.
گوگرد بتا: جامد زرد رنگ به شکل کریستال مونو کلینیک میباشد و دانسیته آن کمتر از گوگرد آلفا است. مانند فرم آلفا از زنجیره های 8 تایی S[SUB]8[/SUB] تشکیل شده است و تنها متفاوت میشود از آن به روشی که زنجیره ها در کریستال به هم می پیونددد. این بدین دلیل است که آنها تنها در درجه حرارت بالای 3/95 درجه سانتیگراد، پایدار میباشد و پایین این درجه حرارت به گوگرد آلفا تبدیل میگردد. میتواند با کریستاله شدن در 100 درجه سانتیگراد و سرد شدن سریع به آهستگی به شکل گوگرد آلفا در آید. برای آن نقطه ذوب متفاوتی از 6/119 تا 8/119 درجه سانتیگراد ذکر شده است. اما در نزدیکی درجه حرارت نقطه ذوب مشاهده شده برای آن به شکلهای دیگری در می آید و میتواند متفاوت از این شکل باشد.
گوگرد گاما: این شکل از گوگرد بوسیله F.W Muthmann در سال 1980 تهیه شده است و بعضی اوقات بدان گوگرد صدفی و یا مادر گوگرد مرواریدی بدلیل ظاهر آن گفته میشود. به صورت زرد کم رنگ با کریستالهای مونو کلینیک سوزنی شکل میباشد و مشابه گوگرد آلفا و بتا شامل زنجیره های 8 تایی S[SUB]8[/SUB] میباشد و حتی به روشی که زنجیره ها در هم فشرده میگردند از بقیه تمیز داده میشود. متراکمتر از سه شکل دیگر گوگرد میباشد و میتواند با سرد شدن آهسته گوگرد مذاب در بالای 150 درجه سانتیگراد یا با سرد شدن محلول گوگرد در کربن دی سولفید، اتیل الکل یا هیدروکربنها تهیه گردد.

 

[P O U R I A]

آنالیز کیفی گوگرد عنصری » اسیدیته

آنالیز کیفی گوگرد عنصری » اسیدیته

تحت شرایط معینی در حضور آب و باکتریهای ویژه ای ممکن است گوگرد به صورت جزئی اکسید شده و تبدیل به سولفورو و اسید سولفوریک گردد. این اسیدها در گوگرد نامحلول هستند، اما بعنوان پوششی در سطوح ذره­ای واقع می­شوند. شیمیست ها روشهای متفاوتی برای اندازه­گیری اسیدیته دارند که مهمترین آنها روش کالریمتری است.
در این روش مخلوطی از آب و الکل را تهیه نموده و از یک نمونه آزمایشگاهی عبور داده شده از مش- 60 ، به مقداری معینی وزن کرده و مخلوط آب و الکل را در یک فلاسک ارلن مایر به اضافه کرده و خوب تکان داده تا گوگرد کاملاً خیس و پراکنده گردد.20 دقیقه صبر میکنیم و سپس آنرا با محلول سود تیتر مینمائیم. از فنل فتالئین بعنوان معرف به اندازه­ای که رنگ مخلوط صورتی رنگ شود، استفاده میکنیم. مشابه این محلول را بعنوان نمونه شاهد (مخلوط آ‌ب و الکل بدون افزایش گوگرد) آماده مینمائیم و در نهایت اسیدیته محلول
(H[SUB]2[/SUB]SO[SUB]4[/SUB]) به صورت زیر محاسبه میگردد :

% H[SUB]2[/SUB]SO[SUB]4[/SUB] = [ ml sol. Titration – ml blank Titration / g Sample * (1-%moisture/100) ]*normality * 4.903​

1. مخلوط الکل و آب، گوگرد را به طور کاملتری خیس میکند تا آب تنها.
2. اگر وزن بدست آمده 0.01 گرم باشد درستی این اندازه­گیری در حدود % 0.0002 ± اسید سولفوریک میباشد.
فرایند بازیافت یا احیاء اسید جهت احیاء کردن یا بازیافت اسید سولفوریکی است که شامل مقادیر متفاوتی از اسیدهای آزاد و درجه متفاوتی از آلودگی میباشد.
نوعی از سیستم تولید دوباره اسید سولفوریک شامل سه جزء اصلی زیر است :
1)کوره احیاء برای تجزیه اسیدهای آزاد
2)سیستم گاز شویی
3)ارتباط با سیستم ساخت اسید سولفوریک
اساس این فرایند تجزیه اسید H[SUB]2[/SUB]SO[SUB]2[/SUB] در کوره­ای با 1000 تا 1200 درجه سانتیگراد میباشد. واکنش تجزیه، یک واکنش گرماگیر است. در آن درجه حرارت هیدروکربنهای موجود در اسید آزاد به همراه قسمت باقیمانده تهیه شده بوسیله سوختن مواد سوختی مانند گاز طبیعی، NO[SUB]2[/SUB] یا نفت قسمت اصلی سوخت کوره را تهیه میکنند.

 

[P O U R I A]

آنالیز کیفی گوگرد عنصری » حلالیت

آنالیز کیفی گوگرد عنصری » حلالیت

گوگرد در اشکال گوناگون حلالیتهای متفاوتی دارد. این اشکال با نامهای Sµ , SΠ , Sλ می­باشند که در این میان Sµ در کربن دی سولفید نامحلول بوده و SΠ در درجه حرارت­های پایین­تر در کربن دی سولفید محلول تر از Sλ می­باشد. به طور خیلی جزئی نسبت حلالیت آلوتروپهای متفاوت گوگرد در حلالهای مختلف با یکدیگر فرق دارد. تقریباً تمام اطلاعات موجود در مورد قابلیت حل شدن Sλ به اشکال کریستالی اورتو رومبیک و مونو کلینیک جواب می­دهند. به طور کلی برای کریستالهای گوگرد، حلالهای غیر قطبی نسبت به قطبی حلالهای بهتری می­باشند. همچنین بازهای لوئیس برای گوگرد نسبت به اسیدهای لوئیس حلالهای بهتری هستند. بنابراین سولفور اساساً در الکلها نامحلول است. از طرف دیگر به مقدار زیاد در کربن دی سولفید، قلیاها و در بعضی مواقع دی اتیل اتر، تتراکلرید کربن، بنزن، آمین­ها و بخار اسید سولفوریک حل می­گردد و با آمین­ها، قلیاها و بخار اسید سولفوریک به طور واقعی واکنش می­دهد. در حلالهای واکنش­ناپذیر به رنگ زرد روشن می­باشد و در محلولهای قلیایی از زرد به قرمز تغییر رنگ می­دهد. در آمینها به رنگهای زرد، نارنجی و سبز و در بخارات اسید سولفوریک به رنگهای آبی، سبز و قهوه ای می­باشد. درجه حرارت نیز از عوامل بسیار اثرگذار بر حلالیت گوگرد در حلالهای متفاوت میباشد. بعنوان مثال نمودار تقریبی حلالیت گوگرد در کروسن و پرکلرو اتیلن با تغییر حرارت در زیر رسم گردیده است :


- نمودار حلالیت گوگرد در کروسن با تغییر حرارت
حلالیت در کروسن

- نمودار حلالیت گوگرد در PCE با تغییر حرارت
حلالیت در PCE

 

[P O U R I A]

آنالیز کیفی گوگرد عنصری » درجه خلوص

آنالیز کیفی گوگرد عنصری » درجه خلوص

با بررسی خواص گوگرد می­توان به ضرورت تهیه این عنصر به صورت بسیار خالص پی برد. به طور کلی وجود مقادیر کم ناخالصی می­تواند تأثیر بسیاری بر بعضی خواص یک عنصر و عملکرد آن در صنعت داشته باشد، به همین دلیل آگاهی از درجه خلوص و روشهای آنالیز گوگرد از اهمیت بسیاری برخوردار است. در این راستا روشهای بسیاری جهت خالص­سازی گوگرد منتشر گردیده که اغلب این روشها میتوانند به تولید محصولی با بازده کیفی مورد نظر و درجه خلوص بالا منجر ­گردد. ناخالصی­های موجود در یک نمونه گوگرد با کیفیت خوب پس از طی مراحل Frasch یا Claus شامل؛ رطوبت، مواد معلق، اسید سولفوریک، دی اکسید گوگرد، هیدروژن سولفید، مواد کربنی، نیتروژن و اکسیژن حل شده، می باشند.
از میان مهمترین روشهای ارائه شده جهت خالص­سازی گوگرد، روشهای ارائه توسط Murphy ،Clabaugh ،Gilchrist و همچنین Bacon و Faneli از اهمیت بیشتری برخوردارند که در این میان روشهای Bacon و Faneli بدلیل راحتی استفاده، کاربرد بیشتری دارند. ( Industrial and Engineering Chemistry)
به عنوان مثال، رطوبت می­تواند به راحتی بوسیله حرارت دادن گوگرد خارج گردد و مواد معلق را می­توان با بکارگیری صافیهای ریز از گوگرد مذاب جداسازی نمود. ناخالصی اسیدی هم میتواند در تمام مخلوط گوگرد مذاب به همراه مواد قلیایی مانند آب آهک خارج شده و سپس صاف گردد.
ظاهراً حل شدن گازهای اتمسفری بر روی خواص گوگرد اثر محسوسی ندارد و اغلب بررسی­های انجام شده مربوط به خارج کردن مواد کربنی می­باشد، زیرا که این مواد بر بعضی از خواص گوگرد، مانند، ویسکوزیته تأثیر بسزایی دارند.

 

[P O U R I A]

آنالیز کمی گوگرد عنصری » میزان مواد آلی

آنالیز کمی گوگرد عنصری » میزان مواد آلی

مواد کربنی یکی از معمولترین و آشکارترین آلودگی­های موجود در گوگرد می­باشند. غلظت مواد کربنی در گوگرد خام تجاری هیچ­گاه بیش از 0.5 درصد نمی­باشد، اما حتی مقادیر کم آنها اثر قابل توجهی بر خواص گوگرد خواهد داشت. 1/0 درصد این ترکیبات می­تواند به طور محسوسی سبب تیره شدن رنگ گوگرد گردد و اغلب 05/0 درصد آن بعد از جوشیده شدن میتواند رنگ سیاه گوگرد را برگرداند. این پدیده در گوگرد به شکلهای متفاوتی اتفاق می­افتد. ترکیبات هیدروکربنی ممکن است از گوگردی که از معدن استخراج شده­، بوجود آمده باشند و یا از تبدیل مواد آلی متفاوت در طول بررسی گوگرد بدست آمده باشند. زمانی که گوگرد با مواد هیدروکربنی حرارت داده می­شود تیره است و این بدلیل واکنش گوگرد با هیدروژن و مواد کربنی می­باشد. واکنش آن پیچیده است، اما به ظاهر طی مراحلی پیشرفت می­کند و در درجه­ حرارت­های بالای نقطه ذوب گوگرد اتفاق می­افتد. به طور تقریبی در درجه حرارت بالای 350 درجه سانتیگراد با سرعت بیشتری پیش می­رود. بدیهی است که ترکیب شدن با هیدروکربنهای باقیمانده به روشهای متفاوت ترکیبات مختلفی را تشکیل می­دهد. در مراحل ابتدایی، ترکیبات گوگرد- کربن تشکیل شده به صورت محلول در سولفور باقی می­مانند و نمی­توانند بوسیله فیلتراسیون خارج شوند. بعضی از این ترکیبات رنگ بسیار قوی داشته و سبب تیره شده گوگرد می­گردند. با پیشرفت واکنش به نظر میرسد این ترکیبات با از دست دادن هیدروژن در نهایت در گوگرد نامحلول میگردند. بنابراین اگر گوگرد حاوی مواد کربنی برای مدتی جوشیده شود مواد کربنی در آن نامحلول گشته و با صاف کردن آن ترکیبات هیدروکربنی خارج می­گردند. سولفور جدا شده از این ترکیبات کم و بیش به رنگ زرد روشن میباشد. اگر مواد باقیمانده روی صافی بوسیله کربن دی سولفید شسته شوند تمام گوگرد عنصری خارج میگردد و یک پودر سیاه باقی میماند که هنوز دارای حدود 60 % گوگرد است. سوختن بعنوان یکی از روشهای بنیادی برای اندازه­گیری گوگرد می­باشد و شامل سوختن کامل گوگرد و مواد کربنی در یک جریان از اکسیژن خالص است. در این روش دی اکسید سولفور و دی اکسید کربن بوجود می آید. دی اکسید سولفور از جریان گاز بوسیله تبدیل شدن به سولفوریک اسید خارج میگردد و دی اکسید کربن نیز برای اندازه­گیری جذب می­گردد. دانشمندانی با نامهای Feher,Sauer,Monien دی اکسید کربن جذب شده را با روش تیتراسیون اندازه­گیری کرده و Murphy, Clabaugh, Gilchrist آنرا بوسیله کدورت ­سنجی زمانیکه غلظت آن در گوگرد پایین است و بوسیله گراویمتری زمانیکه غلظت آنها بالا باشد، اندازه­گیری نموده­اند. روشهای تیترمتری و کدورت ­سنجی دقت بالایی را در اندازه­گیری مقادیر کم مواد کربنی نشان می­دهند. از جمله روشهایی که در صنعت کاربرد فراوانی دارند شامل روشهای، اکسیداسیون خیس، عملکرد گرمایی و اسپکتروسکوپی IR می­باشند.

www.freepatentsonline.com/7005058.html

 

[P O U R I A]

آنالیز کمی گوگرد عنصری » میزان سولفید هیدروژن

آنالیز کمی گوگرد عنصری » میزان سولفید هیدروژن

سولفور به سه شکل هیدریدی هیدروژن سولفید، هیدروژن دی سولفید و هیدروژن تری سولفید وجود دارد. هیدروژن سولفید به نظر در نوشته های تمام شیمیدانان از ابتدا وجود داشته، اما در سال 1796 که برتولت آنرا بعنوان گازی که با فعالیت اسیدی بر روی سولفیدهای فلزی ایجاد شد شناخت و قبل از آن بوسیله اسکیل در سال 1777 گزارش شده است. هیدروژن سولفید گازی است بسیار سمی، فرسایش گر و بی رنگ با بوی بسیار تند. این گاز به راحتی مایع شده و مصارف صنعتی آن محدود میباشد. اغلب به صورت محصول جانبی نامطلوب وجود دارد. هیدروژن سولفید بعد از تبدیل به شکل سولفید اندازه گیری میشود و تنها در موارد ویژه ای و با روشهای مخصوصی به طور مستقیم اندازه گیری میگردد. به همین دلیل روش ها و وسایل اندازه گیری توضیح داده شده به طور مستقیم با هیدروژن سولفید در ارتباط میباشند.

1- روشهای گراویمتری،

در این روش هیدروژن سولفید میتواند بعد از رسوب دادن با اندازه گیری وزن سولفید فلزی نامحلول اندازه گیری شود.​

2- روشهای حجم سنجی،

الف) روشهای اکسیداسیون: روشهای یدومتری اغلب به طور گسترده ای برای اندازه گیری حجمی هیدروژن سولفید استفاده میشوند.​

​

ب) روشهای تیتراسیون گوناگون: روشهای متفاوت تیتراسیون کمپلکسومتری برای اندازه گیری هیدروژن سولفید میباشد که در آن سولفید به صورت یک نمک فلزی نامحلول که به مقدار زیاد برای رسوب دادن استفاده شده است، رسوب داده میشود.​

3- روشهای اسپکتروسکپی،

الف) اشعه فرابنفش، ب) کالریمتری، ج) روشی برای بهبود رنگ، د) کدورت سنجی​

4- روشهای الکتروشیمیایی

5- کروماتوگرافی گازی

6- روشهای دیگر

این روشهای شامل ، روش کلاسیک آنالیز گازی وینکلر، روش گرگور و مارتین، روش جذبی با استفاه از پرکلرات منیزیم و سولفات مس بدون آب میباشند.

 

[P O U R I A]

آنالیز کمی گوگرد عنصری » میزان رطوبت

آنالیز کمی گوگرد عنصری » میزان رطوبت

روشهای متفاوتی برای اندازه­گیری مقدار رطوبت در مقادیر زیاد و کم در جامدات، مایعات و گازها وجود دارد. درصد مقدار رطوبت بعنوان یک خصوصیت ویژه در محصولات مواد غذایی و تجاری است و از کاربردهای آن اندازه­گیری رطوبت موجود در فرایند ساخت و تضمین کیفیت می­باشد. رطوبت جزئی موجود در جامداتی مانند مواد دارویی و فرایندهای عملکرد حرارتی باید به صورت کنترل شده باشد. کاربردهای اندازه­گیری رطوبت در گاز و مایع میتواند شامل هوای خشک، فرایند هیدروکربنی، گازهای خالص هدایت­گر و حجیم، گازهای ایزوله (دسته­ای که در مبدل­ها و لوله­های خطی انتقال گاز طبیعی استفاده می­شوند)، باشد. روش کلاسیک آزمایشگاهی جهت اندازه­گیری سطح رطوبت در مواد جامد یا نیمه جامد با عنوان Loss ondryingیا (LOD) شناخته شده است. در این روش مقداری از نمونه را در آون برای مدت مشخصی حرارت داده و در اتمسفر خشک در یک دسیکاتور سرد نموده و مجدد نمونه وزن می­گردد. اگر مقدار فراریت جامد، آب ابتدایی باشد، روش LOD نتیجه خوبی را از اندازه­گیری مقدار رطوبت می­دهد. بدلیل آهسته بودن روش آزمایشی انجام شده، آنالیزگرهای خودکاری گسترش یافته­اند که میتوانند زمان لازم برای اندازه­گیری میزان رطوبت را از دو ساعت به دقایق کمتری برسانند. این آنالیزگرها از یک تعادل الکترونیکی به همراه یک سینی ساده و عنصر گرماده محیطی به یکدیگر پیوسته­اند. تحت کنترل فرایند میکرو، نمونه می­تواند به سرعت گرم شده و نتیجه بر اساس سرعت رطوبت از دست رفته جهت تکمیل فرایندها محاسبه گردد. یک روش طبیعی برای اندازه گیری مقدار آب Karl FischerTitration می­باشد که بوسیله یک شیمست آلمانی در سال 1935 گسترش یافته است. این روش بر خلاف روش قبل که اجسام فرار را نیز اندازه­گیری می­کند تنها برای اندازه­گیری آب می باشد.

 

[P O U R I A]

آنالیز کمی گوگرد عنصری » میزان خاکستر

آنالیز کمی گوگرد عنصری » میزان خاکستر

در آنالیز شیمیایی خاکستر، اصطلاحی است که از باقیمانده نمونه به صورت محلولهای بدون آب بعد از سوختن بدست می­آید و اغلب شامل اکسیدها فلزی می­باشد. دو روش اندازه گیری میزان خاکستر در گوگرد :
1) سوختن مستقیم
2) فیلتراسیون و سوختن



1- سوختن مستقیم
در این روش مقداری از نمونه آزمایشگاهی که قبلاً سوزانده و سرد شده است را وزن نموده :
بدین ترتیب که مقدار زیادی از نمونه را در یک بوته چینی ریخته و در یک ظرف گرم، قرار داده می شود. گرمی ظرف را آنقدر که سولفور به آهستگی اما کاملاً بسوزد کنترل می شود. گوگرد کاملاً‌ سوخته شده را در یک کوره در بسته 800 درجه سانتیگراد شعله ور نموده سپس آنرا در یک دسیکاتور سرد و وزن آن اندازه گیری می شود. این کار را آنقدر تکرار کرده تا وزن نمونه ثابت گردد. معمولا ً 30 دقیقه جهت انجام این عمل کافی است. درصد ASH در این آزمایش برابر است با :

(Ash % = residue wt. × 100 / sample wt. × (1 - % moisture/100​

2- فیلتراسیون و سوختن
در این روش برای نشان دادن مقدار کمی از خاکستر لازم به سوزاندن چندین بار مقدار زیاد از نمونه گوگردی نمی باشد. بنابراین روش سوختن مستقیم که در آن خلوص بالایی از گوگرد بدست می­آید ترجیح داده میشود. مقداری از نمونه آزمایشگاهی را در یک قیف پیرکس که دارای تعدادی کاغذ صافی واتمن 185 میلیمتری است ریخته و قیف را با یک نگهدارنده مناسب و به همراه یک ظرف جمع کننده در آون تا 130 تا 140 درجه سانتیگراد قرار میدهیم. نمونه تا زمانیکه گوگرد ذوب شود در آون باقی می ماند. کاغذ صافی را به یک مکان تمیز انتقال داده و قسمت اصلی از محتویات گوگرد مذاب را در یک ظرف گرم یا در یک گرم کن ریخته و سپس برای حدود 1 ساعت در یک کوره 600 تا 650 درجه سانتیگراد آنرا شعله­ور کرده و از درجه حرارتهای بالا برای شعله ور شدن بیش از حد جلوگیری مینمائیم. باقیمانده را در یک بوته چینی ریخته و در دسیکاتور سرد مینمائیم. سپس آن را در یک شیشه ساعت شسته و بدون احتساب وزن ظرف، وزن آنرا اندازه­گیری میکنیم. درصد ASH در این آزمایش برابر است با :

(Ash % = residue wt. × 100 / sample wt. × (1 - % moisture/100​

 

[P O U R I A]

آنالیز کمی گوگرد عنصری » میزان کلر

آنالیز کمی گوگرد عنصری » میزان کلر

کلرید سدیم در گوگرد نامحلول است و به ندرت بعنوان آلودگی یافت می­شود. زمانی هم که در نمونه گوگردی یافت میگردد به صورت کریستالی است و توزیع یکسان و خوبی ندارد. بنابراین اندازه­گیری میزان قابل اطمینانی از کلر نمی­تواند در مقدار کمی از نمونه گوگردی انجام شود. معمولاً در نتایج بدست آمده در دسته­ای از نمونه­ها با مقدار کم، تعداد زیادی از نمونه­ها بدون کلر میباشند و تنها در بعضی مواقع احتمال حضور مقدار زیادی از کلر وجود خواهد داشت. معمولاً تنها با مقدار زیادی از نمونه­های گوگردی تعریف شده برای این روش میتوان دسته ای از اندازه­گیریها را انجام داد که تفاوت آنها در توزیع نرمال نسبی آنهاست.



روش اندازه­گیری
مقداری از نمونه را وزن کرده و به مقدار مشخصی آب مقطر بدان اضافه نموده و با مخلوط کن به شدت آنرا هم زده و تکان میدهیم. میکسر برای مدت 5 دقیقه عمل مینماید. سپس قسمتی از آنرا با یک کاغذ صافی صاف کرده و جمع کننده زیر صافی را در یک ظرف خشک میکنیم. سولفور باقیمانده روی صافی شسته نمیشود. با یک پیپت مقداری از مایع صاف شده را در ظرفی ریخته و بدان 3 تا 4 قطره از محلول سدیم هیدروکسید (1نرمال) و محلول هیدروژن پراکسید 30 درصد اضافه مینمائیم. محلول برای مدت نیم ساعت جوشانده و کاهش داده میشود. این مقدار را سرد کرده و بدان یک قطره محلول معرف فنل فتالئین و محلول سولفوریک اسید 0.02 نرمال می افزائیم تا اینکه محلول صورتی رنگ شود. سپس 2 یا 3 قطره بدان از محلول پتاسیم کرومات اشباع بعنوان معرف اضافه کرده و آنرا با محلول استاندارد نیترات نقره تا رسیدن به رنگ قرمز شفاف تیتر میکنیم. این عمل را با مقداری آب مقطر بعنوان محلول شاهد برای اندازه­گیری تکرار مینمائیم. محاسبه مقدار کلرید سدیم به طریق زیر صورت میگیرد :

(% NaCl = (ml filtrate titration – ml blank titration) / 1000 × (1 - % moisture /100​

 

[P O U R I A]

آنالیز کمی گوگرد مایع » ویسکوزیته

آنالیز کمی گوگرد مایع » ویسکوزیته

در بالای نقطه انجماد گوگرد مایع به رنگ زرد شفاف است. زمانیکه درجه حرارت افزایش می یابد، مایع حاصل به شدت قرمز رنگ میگردد و رنگ قابل توجهی پیدا میکند آنقدر که کم کم شفاف میگردد و نزدیک به نقطه جوش در 6/444 درجه سانتیگراد تقریباً‌ به رنگ قهوه ای تیره در می آید. یکی از برجسته ترین خصوصیات گوگرد متفاوت بودن ویسکوزیته آن با درجه حرارت میباشد. در بالای نقطه ذوب مایعی زلال با ویسکوزیته هفت مرتبه بیشتر از آب در دمای معمولی است. زمانیکه درجه حرارت به بالای 160 درجه سانتیگراد میرسد ویسکوزیته به سرعت افزایش می یابد و در 185 درجه سانتیگراد ویسکوزیته به بیشترین مقدار خود میرسد که مایع به سختی به ظرفی دیگر منتقل میگردد. زمانیکه درجه حرارت به بالای 185 درجه سانتیگراد افزایش می یابد به تدریج ویسکوزیته کاهش پیدا میکند. ویسکوزیته تا حدود 10 مرتبه پایین تر از ویسکوزیته آب میرسد. گوگرد خالص تر دارای ویسکوزیته بالاتری در نقطه ماکزیمم خواهد بود.


یکی از تئوریهای قابل توجه که تفاوت ویسکوزیته گوگرد مایع را نشان میدهد به نظر میرسد از Wiewiorowski و Touro سرچشمه گرفته باشد. مطابق با این تئوری در بالای نقطه ذوب 8 اتم حلقه ای Sλ شروع به شکسته شدن می کنند و تبدیل به 8 اتم زنجیری SΠ میگردند. مولکولهای زنجیری دارای خاصیت اسید لوئیس و 8 اتم حلقه ای دارای خاصیت باز لوئیس هستند و در درجه حرارت بالاتر از نقطه ذوب مایع شامل مقدار زیادی از مولکولهای حلقه ای و مقدار کمی مولکولهای زنجیری میباشند. تحت این شرایط 8 اتم زنجیری با حلقه ای ها به یکدیگر می پیوندند و این بدلیل به ترتیب خاصیت اسیدی - بازی میباشد. مولکولهای زنجیری در به هم پیوستن با یکدیگر برای تشکیل زنجیره های بلندتر تمایل کمی دارند. با افزایش درجه حرارت بیشتر حلقه ها میشکنند و بنابراین قسمتهایی از حلقه ها به زنجیره ها کاهش میابند. زمانیکه درجه حرارت به 160 درجه سانتیگراد رسید، مولکولهای حلقه ای بلندتر کافی برای پیوستن به تمام 8 اتم زنجیره ای وجود ندارد و بنابراین 8 اتم زنجیری شروع به پیوستن به یکدیگر برای تشکیل زنجیره های طویل Sµ میکنند. این شرایط بیشتر مشخص میشود زمانیکه درجه حرارت افزایش می یابد. آنقدر که زنجیره های پیشرفته طویلتری ایجاد میشود و در نتیجه ویسکوزیته به سرعت بیشتر می شود. تا جایی زمانیکه درجه حرارت به بالای 185 درجه سانتیگراد میرسد با تحریک حرارتی تمایل به شکسته شدن زنجیره های طویل شکسته شده و آن ها دوباره خودشان را میسازند. با افزایش درجه حرارت شکسته شدن زنجیره ها افزایش می یابد. ویسکوزیته با افزایش درجه حرارت به بالای 185 درجه سانتیگراد کاهش می یابد.


کاهش ویسکوزیته بدلیل تمایل اثر مواد اضافی مانند مواد کربنی (آلی)، هیدروژن سولفید، آمونیاک و آمین برای چسبیدن به انتهای زنجیره های گوگردی می باشد. این مولکولها با این کار سبب جلوگیری از چسبیدن گوگردهای زنجیری به یکدیگر می گردند بنابراین زنجیره های گوگردی در حضور این مواد رشد پیدا نکرده و بنابراین ویسکوزیته نیز با افزایش این مواد هیچگاه افزایش نمی یابد.

 

[P O U R I A]

آنالیز کمی گوگرد مایع » میزان H2S/H2Sx

آنالیز کمی گوگرد مایع » میزان H2S/H2Sx

سولفید هیدروژن گازی است بی رنگ با بویی مخصوص که در مایعات متفاوت مانند آب، الکل و اتر حل میگردد و در آمین­ها و کربنات­های قلیایی و بی­کربنات نیز محلول است. سولفید هیدروژن می­تواند تحت تعدادی از واکنشهای اکسیداسیون محصولاتی شامل دی اکسید گوگرد، اسید سولفوریک و یا عنصر گوگرد را ایجاد نماید. سرعتهای واکنش و محصولات اکسیداسیون به طبیعت عامل اکسید کننده بستگی دارد.



منابع سولفید هیدروژن :
سولفید هیدروژن میتواند تحت شرایط اکسیژنی کم و در حضور مواد آلی و سولفات تشکیل گردد. اغلب سولفید هیدروژن موجود در هوا منشأ طبیعی دارد. هیدروژن سولفید در بهار و در اطراف دریاچه­های دارای گوگرد تولید میشود و یکی از آلودگی­هایی است که در نواحی دارای حرارت بیشتر فعالیت بیشتری خواهد داشت. باتلاقهای نمکی همچنین میتوانند تولید سولفید نمایند. (1) قسمت اصلی هیدروژن سولفید آزاد شده از باتلاقهای نمکی در سال حدود 8.3 × 105 تن میباشد. فعالیتهای هیومن میتواند به صورت طبیعی مقداری هیدروژن سولفید در هوا ایجاد نماید. برای مثال بعضی از گازهای طبیعی به طور تقریبی مقدار 42 % بیشتر هیدروژن سولفید را تولید میکنند (2). در صنعت، هر زمان که عنصر گوگرد یا گوگرد به همراه ترکیبات در تماس با مواد آلی در درجه­های حرارتی بالا باشند هیدروژن سولفید میتواند ایجاد گردد. برای مثال هیدروژن سولفیدی که در طول تولید کک تشکیل میشود از این نوع است. در محصول ریون غلیظ در سیستمهای عملکردی آبهای دورریز و محصول خمیر کاغذ چوب با استفاده از روش سولفات و در فرایندهای استخراج گوگرد، در تصفیه روغن و صنعت رنگ استفاده میگردد. در سال 1987 در کانادا خمیر کاغذ صنعتی به طور تقریبی به 97 % از کل هیدروژن سولفید خروجی مربوط به ضایعات جواب میداد. (3) از اینرو تنها 10% از کل خروجی این ترکیب به صورت طبیعی میباشد.



روشهای متفاوت اندازه­گیری :
تعداد زیادی از سیستمها یا دستگاهها با شرایط عملکرد متفاوت وجود دارند که روشهای قابل استفاده اندازه­گیری هیدروژن سولفید را نشان میدهند. تمام این سیستمها دارای قانونی هستند که تفاوت آنها تنها در جزئیات تجهیزات و عملکرد آنها میباشد و ممکن است بعنوان یک روش حد واسط و آماده سازی استفاده شود که صحت کالیبراسیون و از دست رفتن نمونه در آنها به صورت خطی تغییر میکند. روش کالریمتری آبی متیلن به طور ویژه، پذیرفته شده است که صحت و حساسیت هیدروژن سولفید را اندازه­گیری مینماید و به طور معمول به صورت یک روش شناخته شده بکار میرود. کروماتوگرافی گازی کوپل شده با فلیم فوتومتر نیز یکی دیگر از روشهایی است که به طور متناوب برای اندازه­گیری هیدروژن سولفید بکار می­رود.
اغلب روشهای مستقیم اندازه­گیری هیدروژن سولفید مورد استفاده در محیط زیست به شکلهای برخوردی متفاوت حساسیت دارند. از اینرو استفاده از روشهای کاربردی لوله­های آشکارساز شیمیایی مفید به نظر میرسد. در استفاده از سولفید هیدروژن با خطرات بسیاری مواجه میشویم. میبایست تحت این شرایط، اطمینان و دقت لازم برای کمبود مقدار معین ویژه ای از آن بعمل آید.


دلایل اهمیت اندازه­گیری میزان H[SUB]2[/SUB]S در سولفور مایع :
1- به هنگام حمل و نقل سولفور حاوی هیدروژن سولفید، زیرا امکان انتشار آن وجود دارد.
2- به هنگام کنترل فرایندها در جهت کاهش میزان هیدروژن سولفید گوگرد مایع حاصل از فرایند کلاوس که به علت فرایند تولید، قادر است میزان H[SUB]2[/SUB]S را افزایش دهد.

 

[P O U R I A]

آنالیز ترکیبات گوگردی » در گاز طبیعی

آنالیز ترکیبات گوگردی » در گاز طبیعی

زغال سنگ، ترکیبات نفتی و گاز طبیعی دارای ترکیبات گوگردی میباشند. حضور ترکیبات گوگردی در گاز طبیعی نامطلوب است و مقدار زیاد این ترکیبات بوی ناخوشایندی خواهد داشت. این ترکیبات برای کاتالیستهای صنعتی، ناپایدار، فرسایشگر و سمی میباشند. در آنالیز گازهای گوگردی در گاز طبیعی چندین مشکل وجود خواهد داشت:

الف) جداسازی کروماتوگرافی این گازها از هیدروکربنهای گاز طبیعی
ب) مزاحمت هیدروکربنها در پاسخ گوگرد
ج) امکان جذب سطحی ترکیبات در سیستم آنالیتیکی​

سه گاز گوگردی، هیدروژن سولفید، سولفید کربن و متیل مرکاپتانها میتوانند در طول یک ستون سیلیکون متیل با استفاده از روش موجود در ASTM D5504 جدا شوند. در این راستا از آشکارساز فلیم فوتومتر نیز جهت پاسخ مولی برابر برای ترکیبات گوگردی استفاده میشود.
ترکیبات گازی گوگرد در گاز طبیعی از 2 منبع اصلی زیر بدست آمده اند :

1- ترکیباتی که به صورت طبیعی بدست آمده اند مانند هیدروژن سولفید (H[SUB]2[/SUB]S) ، متیل مرکاپتان (MTM) یا دیگر مرکاپتانهای سبک.
2- ترکیبات مصنوعی افزایشی گندزدا به عنوان عوامل هشدار دهنده مانند نرمال پروپیل مرکاپتان (NPM)، ایزو پروپیل مرکاپتان (IPM)، ترشری بوتیل مرکاپتان (TBM)، دی متیل سولفید (DMS) یا تیوفان (THT).​

این ترکیبات به صورت وزنی شامل دانه های گوگردی، در استاندارد 100 فوت مکعب از گاز اندازه گیری شده اند. با کاربرد جدید کروماتوگرافی گازی، گازها بر اساس حجمی اندازه گیری شده و اغلب واحدهای جهانی آن، قسمت در میلیون در حجم PPMV که برابر با PPM در مول میباشد، است. گندزداهای گازی به صورت وزن در حجم تزریق شده اند. بنابراین محصولات براساس پوند در میلیون فوت مکعب میباشند و هنوز به صورت یک روش شناخته شده برای اندازه گیری غلظت گندزدا بکار میرود.
مطابق با (All-Union Standard) یا OST در 93-40. 50 : سوخت ها و گازهای طبیعی حمل شده توسط لوله ها نباید مقدار هیدروژن سولفید آنها در گاز طبیعی بیشتر از 7 mg/m[SUP]3[/SUP] و مرکاپتان سولفور نباید بیشتر از 16 mg/m[SUP]3[/SUP] باشد.

 

[P O U R I A]

آنالیز ترکیبات گوگردی » در نفت خام

آنالیز ترکیبات گوگردی » در نفت خام

انواع مختلفی از ترکیبات هیدروکربنی در نفت خام وجود دارد. مهمترین آنها ترکیبات آلی گوگرد، نیتروژن و ترکیبات اکسیژن دار میباشند. مقدار جزئی از ترکیبات فلزی نیز در نفت خام وجود دارد. حضور این ناخالصی­ها سبب سخت شدن و حتی ممکن است مشکلاتی برای فرایندهای کاتالیتیکی بوجود بیاورد. سوختهای دارای مقدار زیاد گوگرد و نیتروژن سبب بوجود آمدن مشکلات آلودگی بعلاوه فرسایش طبیعی ترکیبات میگردند. گوگرد به صورت ترکیبات آلی یکی از مهمترین ترکیبات موجود در نفت خام میباشد و هیدروژن سولفید نیز یکی از مهمترین ترکیبات معدنی گوگردی بدست آمده در نفت خام است. وجود آن سبب سختی بیشتر میگردد و این بدلیل طبیعت فرسایشگر ترکیبات آلی گوگردی است که معمولاً آنها را به دو دسته اسیدی و غیر اسیدی دسته­بندی میکنند:
ترکیبات اسیدی، تیول­ها (مرکاپتانها) میباشند. تیوفن، سولفیدها و دی­سولفیدها هم مثالهایی از ترکیبات گوگردی غیر اسیدی بدست آمده در برشی از نفت خام میباشند. در تحقیقات گسترده انجام شده مشخصات بخشی از ترکیبات گوگردی در برش سبکی از نفت خام بدست آمده است.
مثالهایی از دو دسته ترکیبات گوگردی (اسیدی و غیر اسیدی) نامبرده :


ترکیبات اسیدی گوگرد :

• متیل مرکاپتان
• فنیل مرکاپتان
• سیکلو هگزیل تیول

ترکیبات غیر اسیدی گوگرد :

• دی متیل سولفید
• دی متیل دی سولفید
• تیو سیلکو هگزان
• تیوفن
• بنزو تیوفن

نفت خام ترش شامل درصد بالایی از هیدروژن سولفید میباشد. بدلیل اینکه تعداد زیادی از ترکیبات آلی گوگرد پایداری حرارتی نداشته و اغلب در طول فرایند نفت خام، هیدروژن سولفید ایجاد مینمایند. مقدار زیاد گوگرد در نفت خام بسیار نامطلوب میباشد، زیرا در جریان پالایش به صورت اسید عمل مینماید و هیدروژن سولفید قیمت محصول را کاهش میدهد. اغلب ترکیبات گوگردی میتوانند بوسیله فرایند Hydrotreatment در جریانات ترکیبات نفتی، که تولید هیدروژن سولفید و هیدروکربنهای آزاد میکنند، خارج گردند. سپس هیدروژن سولفید بوسیله یک جاذب مناسب جذب گردیده و به صورت گوگرد بازیافت میگردد.

 

[P O U R I A]

آنالیز ترکیبات گوگردی » دودکش های خروجی گاز

آنالیز ترکیبات گوگردی » دودکش های خروجی گاز

اولین بار بازیافت عنصر گوگرد از گاز اسیدی بوسیله فرایند کلاوس بیش از 100 سال قبل انجام گرفته است. مقدار گوگرد نفت خام و گاز طبیعی در افزایش سختی گوگرد موجود در سوختها، پالایش ها و تکمیل کننده­های گازی، ظرفیت بازیافت گوگرد اضافی را مشکل میسازد. در زمانی مشابه، عوامل تنظیم کننده محیطی در تعدادی از کشورها به انتشار استانداردهای دقیقی برای جداسازی گوگرد از روغن، گاز و فرایندهای شیمیایی اثرگذار ادامه پیدا کرد. روشهای بهبود یافته قابل اطمینان و تکنولوژیهای اثرگذار پرهزینه متناسب با احتیاجات ما تغییر می­یابند. امروزه در پاسخ به این تمایل چندین تکنولوژی جدید مطابق با دقیق­ترین تنظیمات بوجود آمده­اند.
فرایند کلاوس در صنعت بعنوان یک استاندارد برای بازیافت گوگرد میباشد که فرایند تبدیل کلاوس اولین مقدمه است. بدین منظور کنترل ظرفیت آلودگی هوا در بازیافت بیش از حدود 97 درصد گوگرد از جریان گاز اسیدی که به صورت دیگری سوخته شده و وارد اتمسفر میگردد، قابل توجه میباشد. به هر جهت سیستم کلاوس از این جهت که شناخته شده میباشد در تنظیم کنترل آلودگی­های هوا دقیق­تر است و هدف تنظیم ترکیبات گوگردی ایجاد شده در سیستم جریان گازهای خروجی میباشد. به عنوان یک نتیجه بسیاری از تکنیکهای پیشنهاد شده و یا بهبود یافته جداسازی کاربردی گوگرد را از سیستمهای بازیافت گوگرد افزایش داده و بنابراین مقدار گوگرد آزاد شده در اتمسفر را کاهش میدهند. میزان بازیافت گوگرد در سیستمهای دو مرحله­ای کلاوس 90-96 % و در سیستمهای سه مرحله­ای 95-98 % است. اغلب کشورها میبایست گوگرد را در حدود 98.5 % تا 99.9% بازیافت نمایند. بنابراین لازم است ترکیبات گوگردی در سیستم گاز خروجی کلاوس کاهش بیشتری داشته باشند.


پارامترهای اصلی اثرگذار در انتخاب فرایند پاکسازی گاز خروجی شامل:

• ترکیبات خوراک گاز شامل مقدار هیدروژن سولفید، هیدروکربنها و دیگر آلودگیها
• تجهیزات خروجی و پیکربندی فرایند
• میزان بازیافت مورد نیاز
• غلظت نوعی گوگرد در گاز خروجی
• آسانی عملکرد
• کیفیت محصول گوگرد
• هزینه ها (عملیات و سرمایه)

شرایط متفاوت است که بهینه­ترین ساختار فرایندی را برای عملکرد گاز خروجی انتخاب میکند. چندین خصوصیت کلیدی اثرگذار وجود دارد که فرایند پاکسازی گاز خروجی را که باید سه مرحله آن بدست آمده باشد انتخاب میکند. زمانیکه میزان بازیافت و غلظت نمونه گوگردی در گاز خروجی شناخته شده است، فرایند گاز خروجی محدود خواهد شد. زمانیکه غلظت ناخالصیها در گاز اسیدی مانند COS و CS[SUB]2[/SUB] ،H[SUB]2[/SUB]S و ترکیبات گاز خروجی و نهایتاً خصوصیات گاز عملکردی تصفیه شده مشخص باشد، میتوان نوع آمین مورد استفاده برای عملکردی خاص در مرحله دوم را انتخاب نمود. انتخاب نهایی در مرحله سوم ارزیابی بین فرایند انتخاب شده برای عملکردی آسان، هزینه عملیات و کنترل شرایط انجام میگیرد. دوباره وصل کردن واحدها، تغییر تجهیزات اصلاح شده و ساختار فرایند میبایست بعنوان یک فاکتور اصلی مورد توجه می­باشد.
فرایندهای دیگری مانند فرایند اکسیداسیون مستقیم نیز توانایی بازیافت مقدار زیادی گوگرد تا مقدار 8/99 درصد را در تبدیل سه مرحله ای واحد کلاوس بسته به ترکیبات خوراک در واحد کلاوس دارند. در عمل پالایش سعی میگردد تا بیشتر ترکیبات گوگردی از محصولات سوختی جدا گردند. بنابراین در واحدهای عملکردی نهایی میبایست مقدار زیادی از ترکیبات گوگردی به خصوص حجم زیادی از هیدروژن سولفید کنترل گردد. پالایشگاهها نیاز به واحد عملکرد گسترده برای گاز های خروجی دارند. انتخاب یک خاصیت در فرایند جداسازی گوگرد تصمیم درستی نبوده مخصوصاً اگر امکان ایجاد واحد بازیافت گوگرد وجود داشته باشد. بنابراین اختیارات چگونه است؟ در استفاده از فرایندی که بتواند فرصتی را برای آماده سازی پالایش داشته باشد، به چندین اختیارات عملکردی میبایست توجه کرد. فرایندی که اطلاعات و شرایط اندازه گیری را ارزیابی مینماید بهترین hydrodesulfurization و عملکرد گازهای خروجی را برای این مورد انتخاب مینماید.
قابل توجه است که برای تولید و تهیه مقدار کم گوگرد در سوختها چندین فرایند اختیاری در پالایشگاهها وجود دارد. جداسازی ترکیبات گوگرد از سوختها و جریانات محصول پالایشی مقدار زیادی سولفید هیدروژن تولید خواهد کرد. در فرایند hydrodesulfurization با استفاده از هیدروژن در درجه حرارتی بالا گوگرد در جریان محصولات سوختی به شکل سولفید هیدروژن جدا میشود. بعنوان یک نتیجه با افزایش این فعالیت سالیانه میبایست مقدار زیادی گوگرد بازیافت گردد. به عبارتی در صنعت پالایش احتیاج به واحد بازیافت گوگرد با کاربردهایی جدید میباشد.
تعدادی از فرایندهای عملکرد برای گاز خروجی در دسترس میباشند. اما قابل توجه است که انتخاب خصوصیتی از گوگرد در روش مورد استفاده برای خارج نمودن آن تصمیم درستی نمیباشد. در سیستمهای قراردادی کلاوس امکان بازیافت مقدار زیادی از گوگرد وجود ندارد.
در واحدهای عملکرد، برای اندازه گیری گاز خروجی استفاده از روشهای sub-dewpoint و اکسیداسیون انتخابی یا قانون SCOT و غیره، بسته به میزان سولفورزدایی و تنظیمات محیطی منطقه لازم میباشد.