faridbensaeed
15th June 2009, 08:09 PM
تستهای گوگرد گرانول بر اساس متدهای SUDIC
تست های گوگرد گرانول
مقدمه
اسید گاز(Acid Gas)حاصل از واحد شیرین سازی به سمت واحد 108 برای بازیافت گوگرد فرستاده می شودکه این اسید گاز از H2S گاز ورودی که بوسیله آمین گرفته شده است در خروجی از برج Flush acid Gas Drum به دست می آید وغلظت H2S آن حدود 28% است .
در واحد بازیافت گوگرد (sulfur recovery) با استفاده از فرایند کلاوسProcess ) (Clausگوگرد گرانوله از اسید گاز تهیه می شود .
(1)
(2)
واکنش(1) در کوره به وسیله سوزاندن 3/1 کل اسید گاز با هوا انجام می شود و واکنش(2) بین H2S و SO2 بلافاصله در منطقه احتراق کوره واکنش اتفاق می افتد که برای کامل شدن واکنش , گاز باید در تماس با کاتالیزور کلاوس در یک دمای کنترل شده قرار بگیرد.بخار گوگردی که در واکنش (2) بدست آمده است سرد شده وتبدیل به گوگرد مایع میشودوسپس به صورت گرانول ذخیره میشود.
نمونه گیری - برای نمونه گیری گوگرد یک نمونه گیری توده ای (Gross Sample), که نماینده ای از کل محصول است انجام می شود و مرجع مورد استفاده روش نمونه گیری با استفاده از متد ASTM D2234-89 و S1-77 Sudic می باشد.
تست های که روی گوگرد جامد انجام می گیرد ، عبارتند از :
· سایزبندی ( Particle Size Distubution)
· مقدار آب (Water Content)
· ناخالصی های آلی و میزان Ash (Organic Matter and Ash)
· زاویه پخش شدن) Angle of Repose (
· H2S content
· اندازه گیری شکنندگی ( Fraiability)
· اندازه گیری Bulk Density
· میزان بهم فشردگی (Compactibility )
در اینجا چهار تستی که در آزمایشگاههای مجتمع گاز پارس جنوبی انجام میشود توضیح داده می شود.
1- سایزبندی براساس متد S2-77
1.هدف
این متد روشی را برای چگونگی توزیع اندازه دانه های گوگردگرانول یا به عبارتی سایز بندی آنها به وسیله غربالگری ارائه می کند.
2.دستگاهی
1-2) غربال- غربالهایی که استفاده می شود باید با مشخصات داده شده در متد ASTM E-11 مطابقت داشته باشد.
2-2) Sieve Shaker - این دستکاه برای تکان داده غربالها به کار می رود
3-2) ترازو- یک ترازو با دقت 1/0 گرم .
3-3) oven
3-روش کار
برای انجام این تست بعد از اینکه نمونه به روش متد S1-77 گرفته شد آن را در آزمایشگاه کاملا مخلوط کرده و بوسیله ی خط کش به 4 قسمت تقسیم می شود از این 4 قسمت 2 قسمت رو به رو را برداشته و دوباره Mix کرده و عملیات فوق را تکرار کنید تا جایی که مقدار لازم از گوگرد بدست آید که حدودا 250گرم است سپس آن را درون آون در دمای 0C 75 قرار داده تا به وزن ثابتی برسد به طوریکه کاهش وزن آن بیشتر از 0.1gr/4h نباشد . سپس گوگرد را با دقت 1/0 وزن کرده و غربالها رابه ترتیب سایز از بالا به پایین درون دستگاه Sieve shaker قرار دهید بعد گوگرد را درون غربالها بریزیدو زمان سنج دستگاه راتنظیم کرده تا حدود 3 دقیقه عملیات غربالگری انجام شود سپس گوگرد باقی مانده بر روی هر غربال رابا دقت 1/0 وزن کنید.
4-محاسبات
برای بدست آوردن درصد نمونه روی هر غربال, وزن هریک را بر کل با استفاده از فرمول زیر تقسیم کنید.
وزن باقی مانده روی هر غربال ,gr
وزن کل نمونه,gr,
Sieve shaker :
1) 4.75 mm 2)2.36 mm 3) 1.18 mm
4) 600µ 5) 300µ
2-روش اندازه گیری سولفید هیدرورن در گوگرد( H2S in sulfur) براساس متد UOP 163
1-هدف
ممکن است مقدار کمی H2S در حین فرآیند تولید گوگرد گرانولی دردرون آن trap شده باشد که باید میزان آن را تعیین کردچراکه در بهینه سازی شرایط پروسس به کار می رود.
2.دستگاهی و مواد شیمیایی مورد نیاز
1-2) دستگاه تیتراسیون پتانسیومتری
2-2) الکترو د پلاتین دوتایی با صفحه های mm 8*8
3-2) کربن دی سولفید خالص
4-2) متیل سولفوکسید خالص
5-2) 1-بوتانول خالص
6-2) محلول نیترات نقره01/0 نرمال
7-2) محلول آبکی نیترات پتاسیم خالص
8-2) حلال تیتراسیون که مخلوطی از 60 میلی لیتر کربن دی سولفید ، 30میلی لیتر دی متیل سولفوکسید و 10میلی لیتر بوتانل است که باید در آزمایشگاه ساخته شود.
3-روش کار
برای این تست ابتدا مقداری از گوگرد را آسیاب کرده تا به اندازه 2-1 میلی متر ریز شود , سپس حدود 5/ 2 گرم از آنرا با دقت 01/0 وزن کرده و درون یک بشر ریخته و 50 میلی لیتر حلال تیتراسیون به آن بی افزایید سپس آن را روی دستگاه پتانسیومتر قرار داده واجازه دهید تا حدود 10 دقیقه مخلوط شود و 2 قطره محلول نیترات پتاسیم به آن اضافه کرده ودر حالی که در زیر جریان ملایم نیتروژن(Nitrogen Purging) قرار دارد با محلول نیترات نقره01/0نرمال (AgNo3 0.01N) تیتراسیون را شروع کرده تا دستگاه نقطه پایانی را نشان دهد محدوده میلی ولت الکترود 0-500 mV یا 0-700 mV می باشد.
چون حلال تیتراسیون در مجاورت هوا و رطوبت به دلیل واکنش زیرمقدار H2S اندازه گیری شده را بالا می برد باید آنرا همیشه به صورت تازه ساخت و قبل ار هر تست ابتدا آنرا تیتر کرد و حجم مصرفی را به عنوان شاهد در نظر بگیریم.
CS2 +2H2o®2H2S + CO2
4-محاسبات
حجم مصرفی نیترات نقره برای نمونهml,
حجم مصرفی نیترات نقره برای شاهدml,
نرمالیته نیترات نقره(0.01N )
وزن نمونهgr,
3-روش اندازه گیری مقدار Ashو مواد آلی در گوگرد گرانول Matter and Ash in Sulphur) Organic) براساس متد LURGI
1-هدف
در این روش تست مقدار Ash و مواد آلی برای محاسبه خلوص گوگرد اندازه گیری می شود.
2.دستگاهی
1- Muffle Furnace set at 800°C
2-ترازوی آنالیتیک با دقت 0.0001g
3-Oven
4-Hot Plate
5- کروزه چینی
3-روش کار
15 گرم گوگرد را وزن کرده و آن را درون کروزه ای که قبلا دقیقا وزن کرده اید ریخته بعد آن را روی heater قرار دهید و دما را حدود0C 150-250 (بالاتر از دمای ذوب گوگرد0C 120) تنظیم کنیدتا نمونه کاملا ذوب شود بعد شعله را به آن نزدیک کنیداگر بطور کامل ذوب شده باشد با شعله آبی شروع به سوختن می کند و بوی SO2 که نامطبوع است از آن متصاعد می گردد , بعد از سوختن کامل آن را سرد کرده و سپس درون دسیکاتور قرار داده و بعد از اینکه کاملا سرد شد آنرا وزن کنید واختلاف وزن آن را با وزن کروزه خالی به عنوان مقدار organic metter + Ash در نظر بگیرید (A ),سپس باقیمانده را در کوره در دمای oC 800 به مدت یک ساعت قرار داده و دوباره آن را سرد کرده و سپس درون دسیکاتور قرار داده و وزن می کنیم که میزان Ash خواهد بود . (B)
4-محاسبات
وزن گوگرد اولیه gr ,
4-روش اندازه گیری مقدار رطوبت در گوگرد به وسیله دستگاه کارل فیشر بر اساس متد S10-77
1-هدف
این روش تست برای اندازه گیری مقدار رطوبت در گوگرد که, به دو صورت شامل آب سطحیwater) surface (و آب داخلی محبوس شده در گوگرد (Internal water) می باشد, به کار می رود و مجموع آن Total water است .
2.دستگاهی و مواد شیمیایی مورد نیاز
1- دستگاه کارل فیشر والیومتری
2- Oven
3-واکنشگر مخصوص و حلال کارل فیشر
4- متانول خالص
3-روش کار
1-3) روش اندازه گیری آب سطحی (Surface Water Content)
500 گرم نمونه را وزن کرده و روی یک ظرف آلومینیومی پهن می کنیم و آن را درون آون در دمای0C 75 قرار دهید تا خشک شود (کاهش وزن 0.1g/4h ), بعد از آون بیرون آورده و آن را وزن کنید تفاوت وزن, میزان آب بخار شده است که اگر بروزن کل نمونه تقسیم شود %surface water بدست می آید.
باید توجه داشت که دما نباید از0C 80 بیشترشود چون باعث تخریب گوگرد می گردد.
2-3) روش اندازه گیری آب داخلی محبوس شده (Internal Water Content)
آب محبوس شده در نمونه با روش volumetric karl fisher اندازه گیری می شود . بدین ترتیب که حدود 25-50گرم از نمونه خشک شده را به دقت وزن کرده و 50میلی لیتر حلال متانول به آن اضافه کنید ،سپس درب آن را بسته و حدود 15 دقیقه باهم مخلوط کنید ، بعد آن را توی هاون ریخته وخرد کرده سپس اجازه دهید تا مخلوط ته نشین شود بعد از متانول که روی سطح است 5-1میلی لیتر با پیپت حبابدار برداشته و به دستگاه کارل فیشر اضافه کنید و تیتر اسیون را شروع کرده و صبر کنید تا به نقطه پایانی برسد حجم مصرفی تیترانت را که محلول ید است یادداشت کنید.
همین تیتراسیون را برای متانول خالص انجام دهید وحجم مصرفی را به عنوان حجم مصرفی برای شاهد یادداشت کنید.
4-محاسبات
وزن آب اندازه گیری شدهmg,
حجم متانول برداشته شده (50 میلی لیتر)
حجم مصرفی تیترانت برای نمونه ml,
حجم مصرفی تیترانت برای شاهدml,
فاکتور تیترانت ,محلول ید, (در حالت ایده آل, 5mg/ml )
مقدار نمونه برداشته شده ازروی سطح متانولml,
مقدار گوگرداولیه وزن شده mg,
ماخذ و منابع:
Sulfur Development Institute of Canada (sudic) by Dr.m.e.d Raymont Director of Research and development sudic P.O Box 9505-Bow valley square1 830 -202-bAve-s.w. Calgary, Alberta, T2
Test method for determining H2S in sulfur- Uop163
LURGI methods
تست های گوگرد گرانول
مقدمه
اسید گاز(Acid Gas)حاصل از واحد شیرین سازی به سمت واحد 108 برای بازیافت گوگرد فرستاده می شودکه این اسید گاز از H2S گاز ورودی که بوسیله آمین گرفته شده است در خروجی از برج Flush acid Gas Drum به دست می آید وغلظت H2S آن حدود 28% است .
در واحد بازیافت گوگرد (sulfur recovery) با استفاده از فرایند کلاوسProcess ) (Clausگوگرد گرانوله از اسید گاز تهیه می شود .
(1)
(2)
واکنش(1) در کوره به وسیله سوزاندن 3/1 کل اسید گاز با هوا انجام می شود و واکنش(2) بین H2S و SO2 بلافاصله در منطقه احتراق کوره واکنش اتفاق می افتد که برای کامل شدن واکنش , گاز باید در تماس با کاتالیزور کلاوس در یک دمای کنترل شده قرار بگیرد.بخار گوگردی که در واکنش (2) بدست آمده است سرد شده وتبدیل به گوگرد مایع میشودوسپس به صورت گرانول ذخیره میشود.
نمونه گیری - برای نمونه گیری گوگرد یک نمونه گیری توده ای (Gross Sample), که نماینده ای از کل محصول است انجام می شود و مرجع مورد استفاده روش نمونه گیری با استفاده از متد ASTM D2234-89 و S1-77 Sudic می باشد.
تست های که روی گوگرد جامد انجام می گیرد ، عبارتند از :
· سایزبندی ( Particle Size Distubution)
· مقدار آب (Water Content)
· ناخالصی های آلی و میزان Ash (Organic Matter and Ash)
· زاویه پخش شدن) Angle of Repose (
· H2S content
· اندازه گیری شکنندگی ( Fraiability)
· اندازه گیری Bulk Density
· میزان بهم فشردگی (Compactibility )
در اینجا چهار تستی که در آزمایشگاههای مجتمع گاز پارس جنوبی انجام میشود توضیح داده می شود.
1- سایزبندی براساس متد S2-77
1.هدف
این متد روشی را برای چگونگی توزیع اندازه دانه های گوگردگرانول یا به عبارتی سایز بندی آنها به وسیله غربالگری ارائه می کند.
2.دستگاهی
1-2) غربال- غربالهایی که استفاده می شود باید با مشخصات داده شده در متد ASTM E-11 مطابقت داشته باشد.
2-2) Sieve Shaker - این دستکاه برای تکان داده غربالها به کار می رود
3-2) ترازو- یک ترازو با دقت 1/0 گرم .
3-3) oven
3-روش کار
برای انجام این تست بعد از اینکه نمونه به روش متد S1-77 گرفته شد آن را در آزمایشگاه کاملا مخلوط کرده و بوسیله ی خط کش به 4 قسمت تقسیم می شود از این 4 قسمت 2 قسمت رو به رو را برداشته و دوباره Mix کرده و عملیات فوق را تکرار کنید تا جایی که مقدار لازم از گوگرد بدست آید که حدودا 250گرم است سپس آن را درون آون در دمای 0C 75 قرار داده تا به وزن ثابتی برسد به طوریکه کاهش وزن آن بیشتر از 0.1gr/4h نباشد . سپس گوگرد را با دقت 1/0 وزن کرده و غربالها رابه ترتیب سایز از بالا به پایین درون دستگاه Sieve shaker قرار دهید بعد گوگرد را درون غربالها بریزیدو زمان سنج دستگاه راتنظیم کرده تا حدود 3 دقیقه عملیات غربالگری انجام شود سپس گوگرد باقی مانده بر روی هر غربال رابا دقت 1/0 وزن کنید.
4-محاسبات
برای بدست آوردن درصد نمونه روی هر غربال, وزن هریک را بر کل با استفاده از فرمول زیر تقسیم کنید.
وزن باقی مانده روی هر غربال ,gr
وزن کل نمونه,gr,
Sieve shaker :
1) 4.75 mm 2)2.36 mm 3) 1.18 mm
4) 600µ 5) 300µ
2-روش اندازه گیری سولفید هیدرورن در گوگرد( H2S in sulfur) براساس متد UOP 163
1-هدف
ممکن است مقدار کمی H2S در حین فرآیند تولید گوگرد گرانولی دردرون آن trap شده باشد که باید میزان آن را تعیین کردچراکه در بهینه سازی شرایط پروسس به کار می رود.
2.دستگاهی و مواد شیمیایی مورد نیاز
1-2) دستگاه تیتراسیون پتانسیومتری
2-2) الکترو د پلاتین دوتایی با صفحه های mm 8*8
3-2) کربن دی سولفید خالص
4-2) متیل سولفوکسید خالص
5-2) 1-بوتانول خالص
6-2) محلول نیترات نقره01/0 نرمال
7-2) محلول آبکی نیترات پتاسیم خالص
8-2) حلال تیتراسیون که مخلوطی از 60 میلی لیتر کربن دی سولفید ، 30میلی لیتر دی متیل سولفوکسید و 10میلی لیتر بوتانل است که باید در آزمایشگاه ساخته شود.
3-روش کار
برای این تست ابتدا مقداری از گوگرد را آسیاب کرده تا به اندازه 2-1 میلی متر ریز شود , سپس حدود 5/ 2 گرم از آنرا با دقت 01/0 وزن کرده و درون یک بشر ریخته و 50 میلی لیتر حلال تیتراسیون به آن بی افزایید سپس آن را روی دستگاه پتانسیومتر قرار داده واجازه دهید تا حدود 10 دقیقه مخلوط شود و 2 قطره محلول نیترات پتاسیم به آن اضافه کرده ودر حالی که در زیر جریان ملایم نیتروژن(Nitrogen Purging) قرار دارد با محلول نیترات نقره01/0نرمال (AgNo3 0.01N) تیتراسیون را شروع کرده تا دستگاه نقطه پایانی را نشان دهد محدوده میلی ولت الکترود 0-500 mV یا 0-700 mV می باشد.
چون حلال تیتراسیون در مجاورت هوا و رطوبت به دلیل واکنش زیرمقدار H2S اندازه گیری شده را بالا می برد باید آنرا همیشه به صورت تازه ساخت و قبل ار هر تست ابتدا آنرا تیتر کرد و حجم مصرفی را به عنوان شاهد در نظر بگیریم.
CS2 +2H2o®2H2S + CO2
4-محاسبات
حجم مصرفی نیترات نقره برای نمونهml,
حجم مصرفی نیترات نقره برای شاهدml,
نرمالیته نیترات نقره(0.01N )
وزن نمونهgr,
3-روش اندازه گیری مقدار Ashو مواد آلی در گوگرد گرانول Matter and Ash in Sulphur) Organic) براساس متد LURGI
1-هدف
در این روش تست مقدار Ash و مواد آلی برای محاسبه خلوص گوگرد اندازه گیری می شود.
2.دستگاهی
1- Muffle Furnace set at 800°C
2-ترازوی آنالیتیک با دقت 0.0001g
3-Oven
4-Hot Plate
5- کروزه چینی
3-روش کار
15 گرم گوگرد را وزن کرده و آن را درون کروزه ای که قبلا دقیقا وزن کرده اید ریخته بعد آن را روی heater قرار دهید و دما را حدود0C 150-250 (بالاتر از دمای ذوب گوگرد0C 120) تنظیم کنیدتا نمونه کاملا ذوب شود بعد شعله را به آن نزدیک کنیداگر بطور کامل ذوب شده باشد با شعله آبی شروع به سوختن می کند و بوی SO2 که نامطبوع است از آن متصاعد می گردد , بعد از سوختن کامل آن را سرد کرده و سپس درون دسیکاتور قرار داده و بعد از اینکه کاملا سرد شد آنرا وزن کنید واختلاف وزن آن را با وزن کروزه خالی به عنوان مقدار organic metter + Ash در نظر بگیرید (A ),سپس باقیمانده را در کوره در دمای oC 800 به مدت یک ساعت قرار داده و دوباره آن را سرد کرده و سپس درون دسیکاتور قرار داده و وزن می کنیم که میزان Ash خواهد بود . (B)
4-محاسبات
وزن گوگرد اولیه gr ,
4-روش اندازه گیری مقدار رطوبت در گوگرد به وسیله دستگاه کارل فیشر بر اساس متد S10-77
1-هدف
این روش تست برای اندازه گیری مقدار رطوبت در گوگرد که, به دو صورت شامل آب سطحیwater) surface (و آب داخلی محبوس شده در گوگرد (Internal water) می باشد, به کار می رود و مجموع آن Total water است .
2.دستگاهی و مواد شیمیایی مورد نیاز
1- دستگاه کارل فیشر والیومتری
2- Oven
3-واکنشگر مخصوص و حلال کارل فیشر
4- متانول خالص
3-روش کار
1-3) روش اندازه گیری آب سطحی (Surface Water Content)
500 گرم نمونه را وزن کرده و روی یک ظرف آلومینیومی پهن می کنیم و آن را درون آون در دمای0C 75 قرار دهید تا خشک شود (کاهش وزن 0.1g/4h ), بعد از آون بیرون آورده و آن را وزن کنید تفاوت وزن, میزان آب بخار شده است که اگر بروزن کل نمونه تقسیم شود %surface water بدست می آید.
باید توجه داشت که دما نباید از0C 80 بیشترشود چون باعث تخریب گوگرد می گردد.
2-3) روش اندازه گیری آب داخلی محبوس شده (Internal Water Content)
آب محبوس شده در نمونه با روش volumetric karl fisher اندازه گیری می شود . بدین ترتیب که حدود 25-50گرم از نمونه خشک شده را به دقت وزن کرده و 50میلی لیتر حلال متانول به آن اضافه کنید ،سپس درب آن را بسته و حدود 15 دقیقه باهم مخلوط کنید ، بعد آن را توی هاون ریخته وخرد کرده سپس اجازه دهید تا مخلوط ته نشین شود بعد از متانول که روی سطح است 5-1میلی لیتر با پیپت حبابدار برداشته و به دستگاه کارل فیشر اضافه کنید و تیتر اسیون را شروع کرده و صبر کنید تا به نقطه پایانی برسد حجم مصرفی تیترانت را که محلول ید است یادداشت کنید.
همین تیتراسیون را برای متانول خالص انجام دهید وحجم مصرفی را به عنوان حجم مصرفی برای شاهد یادداشت کنید.
4-محاسبات
وزن آب اندازه گیری شدهmg,
حجم متانول برداشته شده (50 میلی لیتر)
حجم مصرفی تیترانت برای نمونه ml,
حجم مصرفی تیترانت برای شاهدml,
فاکتور تیترانت ,محلول ید, (در حالت ایده آل, 5mg/ml )
مقدار نمونه برداشته شده ازروی سطح متانولml,
مقدار گوگرداولیه وزن شده mg,
ماخذ و منابع:
Sulfur Development Institute of Canada (sudic) by Dr.m.e.d Raymont Director of Research and development sudic P.O Box 9505-Bow valley square1 830 -202-bAve-s.w. Calgary, Alberta, T2
Test method for determining H2S in sulfur- Uop163
LURGI methods