ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР
ЭТИЛЕН И ПРОПИЛЕН
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЕРЫ
(СТ СЭВ 1501-79)
Издание официальное
коп. БЗ 11—89/949
«о
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО УПРАВЛЕНИЮ
КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ И СТАНДАРТАМ
Москв
а
УДК 861.715.33.001.4:006.354 Группа Л29
Г
ГОСТ
24975.2—89
(СТ СЭВ 1501—79)
ОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССРЭТИЛЕН И ПРОПИЛЕН
Методы определения серы
Ethylene and propylene.
Methods for determination of sulphur
ОКСТУ 2409
Срок действия с 01.01.91
до 01.01.95
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на этилен и пропилен и устанавливает три метода определения серы: гидрирования, сжигания в кислородно-водородном пламени и микрокулонометрический.
Методы позволяют определять серу при массовой концентрации более 0,2 мг/м3.
ОТБОР ПРОБ
Пробы отбирают по ГОСТ 24975.0.
МЕТОД ГИДРИРОВАНИЯ
Сущность метода
Метод основан на деструктивном гидрировании газообразным водородом сернистых соединений, содержащихся в анализируемом газе, до сероводорода на платиновом катализаторе при температуре от 900 до 1000°С. Под действием образовавшегося сероводорода солянокислый М.М-диметил-га-фенилендиамин переходит в метиленовый синий, интенсивность окраски которого определяют фотоколориметрическим методом.
Апп а р атур а, посуда и реактивы
Установка для определения серы (черт. 1).
П
Издание официальное
2—.1534
ерепечатка воспрещена© Издательство стандартов, 1990Схема установки для определения серы методом гидрирования
!. 2 ГОСТ 24975.2—89
1—баллон с водородом; 2, 5—редукторы; 3, 6—вентили; 4—баллон с азотом; 7—трехходовой кран; 8—тройник; 9—склянка СН-І-500 (маностат); 10—винтовой зажим; 11, /8—реометры; /’—кварцевая трубка; 13—электропечь; //—платиновый катализатор; 15, 16, 2/—поглотительные сосуды; /7—водяная баня; 19— пробоотборник; 20—кварцевая трубка (реактор)
Черт.
IУстановка для приготовления раствора сернистого натрия (черт. 2).
Трубки кварцевые длиной 750—800 мм, внутренним диаметром 10—20 мм.
Проволока платиновая диаметром 0,1—0,5 мм, свернутая в виде спирали, или сетка платиновая (массой по 10—115 г для каждой кварцевой трубки); используют в качестве катализатора. Массу платины контролируют один раз в год и добавляют до исходной величины, когда масса катализатора в трубке уменьшится до 9,5 г.
Электропечь типа СУОЛ-0,25.11/12.5-И 1 или любая другая цилиндрическая с рабочей температурой 900—1000°С, длиной 250— 350 мм и внутренним диаметром І15—50 мм.
Преобразователь термоэлектрический хромель-алюмель по ГОСТ 3044.
Колориметр фотоэлектрический ФЭК-56М, ФЭК-60, КФК-2 или другого типа со светофильтрами, имеющими максимум пропускания при длине волны (650±10) нм, и кюветами с толщиной поглощающего свет слоя 50 мм.
Секундомер по ГОСТ 5072.
Весы лабораторные общего назначения типов ВЛР-200 г и ВЛР-1 кг, ВЛ КТ-500 г или ВЛЭ-1 кг.
Термометр ртутный стеклянный лабораторный.
Реометр стеклянный лабораторный типа РКС по ГОСТ 9932 или ротаметр стеклянный типа РМ-0,63 ГУЗ.
Трубки медицинские резиновые по ГОСТ 3399 или трубки из поливинилхлоридного пластиката по ГОСТ 19034.
Зажим металлический винтовой.
Склянки для промывания газов СН-1—100, СН-1—500, СН-2 и СВТ по ГОСТ 25336 или аналогичного типа.
Бюретка 1 (2) —2—25—0,05 по ГОСТ 20292.
Пипетки 1—1(2)—1, 7—1(2)—-5, 7—1(2) —10, 7—1(2)—25, 2—1 (2) —10, 2—I (2)—20 по ГОСТ 20292.
Колба коническая с притертой пробкой вместимостью 250 см3 по ГОСТ 25336.
Колбы 2—50—-2, 2—250—2, 2—500—2 по ГОСТ 1770.
Цилиндры 2(4)—25 и 2(4)—100 по ГОСТ 1770.
Азот газообразный по ГОСТ 9293.
Водород технический по ГОСТ 3022, марки Б, очищенный от сернистых соединений (по п. 2.4).
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, х.ч., раствор концентрации c(NaOH)=0,l моль/дм3 (0,1 н), готовят по ГОСТ 25794.1.
Кислота соляная по ГОСТ 3118, концентрированная, раствор 1 : 1 (по объему) и раствор с массовой долей 10%.
М.М-диметил-га-фенилендиамин солянокислый, х.ч., раствор, содержащий (0,10±0,01) г солянокислого М,М-диметил-п-фенилен- 2*
С. 4 ГОСТ 24975.2—89
Схема установки для получения сернистого натрия
1—кварцевая трубка для очистки водорода; 2—электропечь (900—1000°С); 3—платиновый катализатор; 4—поглотительная склянка с раствором гидроокиси натрия; 5—бюретка; 6—склянка с раствором соляной кислоты с массовой долей 10%; 7—буферная склянка; 8—склянка с раствором гидроокиси натрия
Черт. 2 диамина в 100 см3 раствора соляной кислоты 1:1.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
Вода дистиллированная, дважды перегнанная (бидистиллят), готовят по ГОСТ 4517.
Железо (III) хлорид 6-водный по ГОСТ 4147, ч. д. а., раствор готовят растворением 1,2 г 6-водного хлорида железа (III) в 25 см3 концентрированной соляной кислоты и 75 см3 бидистиллята.
йод по ГОСТ 4159, раствор концентрации с (1/2 /2) = = 0,02 моль/дм3 (0,02 н.).
Крахмал растворимый по ГОСТ 40163, раствор с массовой долей 0,5%, готовят по ГОСТ 4919.1.
Натрий серноватистокислый (натрия тиосульфат) 5-водный по ГОСТ 27068, раствор концентрации с (Na2S20a- 5Н2О) — = 0,02 моль/дм3 (0,02 н.), готовят по ГОСТ 25794.2.
Натрий сернистый 9-водный по ГОСТ 2053, раствор с массовой концентрацией серы 0,001 мг/см3, готовят по п. 2.3.1.
Калий двухромовокислый по ГОСТ 4'220.
Кислота азотная концентрированная по ГОСТ 4461.
Допускается применение других средств измерения с метрологическими характеристиками и оборудования с техническими характеристиками не хуже, а также реактивов по качеству не ниже указанных в настоящем стандарте.
Подготовка к анализу
Приготовление раствора сернистого натрия
3,1 г сернистого натрия (результаты взвешивания в граммах записывают с точностью до второго десятичного знака) растворяют в 10 см3 бидистиллята. Приготовленный раствор наливают в бюретку 5 (черт. 2). Склянка 6 должна быть заполнена 100 см3 раствора соляной кислоты с массовой долей 10%. Склянку 7 оставляют пустой. Не подсоединяя склянки 8, через установку в течение 5 мин пропускают очищенный в кварцевой трубке 1 и склянке 4, наполненной раствором гидроокиси натрия, водород со скоростью 0,3 дм3/мин. Затем, не прекращая подачи водорода, подсоединяют склянку 8, содержащую 200 см3 раствора гидроокиси натрия, и из бюретки в соединительную линию приливают 11,5 см3 раствора сернистого натрия. После этого пропускают водород еще 30 мин, отсоединяют склянку 8 и используют полученный в ней раствор сернистого натрия в растворе гидроокиси натрия в качестве основного раствора.
Массовую концентрацию серы в основном растворе определяют йодометрическим методом. Для этого в коническую колбу вносят 20 см3 раствора йода, 10 см3 раствора соляной кислоты с массовой долей 110% и 20 см3 основного раствора, перемешивают и оставляют на 10 мин в темном месте. Избыток йода оттитровы- вают раствором серноватистокислого натрия в присутствии крахмала.
Титрование в контрольном опыте проводят с теми же реактивами, но вместо основного раствора добавляют 20 см3 бидистиллята.
Массовую концентрацию серы в основном растворе (X) в миллиграммах на кубический сантиметр вычисляют по формуле
X - (^1~^)-0.32
20
где Vt — объем раствора серноватистокислого натрия концентрации точно 0,02 моль/дм3, израсходованный на титрование в контрольном опыте, см3;
V2— объем раствора серноватистокислого натрия концентрации точно 0,02 моль/дм3, израсходованный на титрование основного раствора, см3;
0,32 — масса серы, соответствующая 1 см3 раствора йода концентрации точно с (1/2 Л) =0,02 моль/дм3 (0,02 н.),мг; ;■ 20—объем основного раствора сернистого натрия, взятый
•> для определения, см3.
Массовая концентрация серы в полученном основном растворе должна быть около 0,1 мг/см3.
Раствор сернистого натрия с массовой концентрацией серы 0,001 мг/см3 готовят соответствующим разбавлением раствором гидроокиси натрия основного раствора сернистого натрия.
Построение градуировочного графика
В мерные колбы вместимостью 50 см3 вносят 1, 2, 3...10 см3 раствора сернистого натрия с концентрацией серы 0,001 мг/см3 и добавляют раствор гидроокиси натрия до 20 см3. Затем в каждую колбу добавляют 6 см3 раствора солянокислого М,М-диметил-н- фенилендиамина и 1 см3 раствора хлорида железа. Содержимое колб перемешивают. Одновременно готовят контрольный раствор. В мерную колбу вместимостью 50 см3 помещают 20 см3 раствора гидроокиси натрия, 6 см3 раствора солянокислого М,М-диметил-п- фенилендиамина и 1 см3 раствора хлорида железа.
Через 20—30 мин в колбы доливают бидистиллят до метки, перемешивают и через 5 мин измеряют оптическую плотность приготовленных растворов по отношению к контрольному раствору.
По полученным данным строят градуировочный график зависимости оптической плотности от массы серы.
Градуировочный график допускается также строить при помощи серии 'растворов сравнения метиленового синего.
Подготовка аппаратуры
Все стеклянные части прибора промывают насыщенным раствором бихромата калия в азотной кислоте, кварцевые трубки — прокаливают при 900—1000°С.
Собирают установку (см. черт. 1).
Для предотвращения конденсации влаги в отростках кварцевой трубки (реактора) их обмывают шнуровым асбестом.
Перед реактором ставят защитный экран.
Общие указания по проведению анализа по ГОСТ 27025.
Проведение анализа
Проверяют герметичность установки с помощью аспиратора и, открыв вентиль 6, продувают ее азотом в течение 10 мин для предотвращения образования в кварцевой трубке взрывоопасных смесей водорода с воздухом. Продолжая подавать азот, включают электропечь и по достижении температуры 900°С закрывают вентиль 6, открывают вентиль 3 и начинают подавать водород со скоростью от 250 до 400 см12/мин. Скорость газов регулируют вентилем 3 и винтовым зажимом 10.
Водород предварительно очищают от примесей сернистых соединений, пропуская его через трубку при температуре 900—1000°С и поглотительные сосуды 15 и 16 (склянки для промывания газов СН-1 —100 или СВТ, СН-2) с раствором гидроокиси натрия и дистиллированной водой соответственно по 20—50 см3 жидкости в каждой склянке.
Допускается применять водород, очищенный только в поглотительных сосудах 15 и 16, без пропускания его через кварцевую трубку при 900—1000°С.
Во время проведения анализа температура воды в водяной бане 17 должна быть 40—80°С.
После подачи водорода в течение 3—5 мин к кварцевой трубке (реактору) 20 присоединяют последовательно два поглотительных сосуда 21 (склянки СВТ или СН-2 с '10 см3 раствора гидроокиси натрия каждая) и подают анализируемый газ через реометр 18 вместе с водородом в объеме, указанном в таблице.
Массовая концентрация серы, мг/м3
Объем пробы анализируемого газа, дм
3
вают азотом в течение 10 мин. Сажу, осевшую на катализаторе, выжигают, пропуская через аппаратуру ток воздуха, при той же температуре электропечи, что и при проведении анализа.
При появлении сажи или мути в поглотительном растворе анализ считают недействительным. Сажу в трубке выжигают в токе воздуха, предварительно пропустив через установку азот (как описано выше), и анализ повторяют, строго соблюдая вышеуказанный режим подачи газов.
Раствор щелочи из поглотительных сосудов сливают в мерную колбу вместимостью 50 см3. Поглотительные сосуды ополаскивают 10 см3 бидистиллята каждый и промывные воды сливают в ту же колбу. Затем в колбу приливают 6 см3 раствора солянокислого М,М-диметил-п-фенилендиамина и 1 см3 раствора хлорида железа. Содержимое колбы перемешивают.
Одновременно готовят контрольный раствор. Для этого в мерную колбу вместимостью 50 см3 помещают 20 см3 раствора гидроокиси натрия, 6 см3 раствора солянокислого N, N-диметил-п- фенилендиамина и 1 см3 раствора хлорида железа.
Через 20—30 мин к растворам в колбах приливают бидистиллят до метки, перемешивают и через 5 мин измеряют оптическую плотность по отношению к контрольному раствору.
Аналогично не реже одного раза в семь дней (а также при смене баллона с водородом) проводят контрольный опыт. Для этого через установку пропукают водород без анализируемого газа в течение такого же времени и с той же скоростью, как при проведении анализа, и далее поступают, как описано выше.
Все работы, связанные с использованием водорода, проводят в вытяжном шкафу.
Обработка результатов
Массовую концентрацию серы в анализируемом продукте (А)) в миллиграммах на кубический метр вычисляют по формуле
У (т—mJ-JOOO
где т— масса серы в анализируемом газе, найденная по градуировочному графику, мг;