二分厂尿素分析操作规程.doc

分析岗位操规程总则：主题内容与适用范围规定了尿素原料气体二氧化碳的分析规则,以及尿素成品、中间产物、废液、废气的分析方法。第一节 、原料气的分析 一、原料气二氧化碳、氧气含量分析 1、分析目的 二氧化碳是合成尿素的主要原料之一，浓度高低直接影响尿素转化率，及时分析二氧化碳、氧气含量以及H2S含量，对生产防腐至关重要。 2、测定原理 2KOH+CO2=K2CO3+H2O C6H3（OH）2+3H0H=C6H3（OK）3+3H2O 4C6H3（OK）3+O2-2（KO）3H2C2-C6H2（OK）3+2H2O 3、试剂和溶液 31氢氧化钾330g/l溶液，GB603配制； 32焦性没食子酸碱性溶液：称取邻苯三酚（焦性没食子酸）20克溶于200毫升30%氢氧化钾溶液中，使用时临时配制，液面用液体石蜡封闭。 4、仪器 奥氏气体分析仪（二氧化碳、氧吸收部分，其量气管为特质量气 5、测定步骤 51检查装置不漏气后，提高水准瓶，打开三通旋塞，让水封液充满量气管，然后关闭直通旋塞。 52将取样球胆与直通旋塞连接 53将三通旋塞与样气相通，用样气置换，接着把三通旋塞转达向量管引入样气，在有四个鼓肚的量气管中取样80ML，再在细量管中取样20ML，关闭直通旋塞。 54将三通旋塞转向吸收瓶方向，打开二氧化碳吸收瓶上的直通旋塞，提高水准瓶，反复吸收67次，至读数不变，记下读数为V1 55余气送入氧吸收瓶，吸收至读数不变，记下读数为V2 6、分析结果的计算 CO2%=100-V1 C2%=V2-V1 7、注意事项 71取样前要作全面漏气检查，使系统保持严密 72吸收次序不可颠倒，一定要依次进行 73封闭液不可进入吸收瓶内，吸收剂若失效，应即时更换 二、原料气中硫化氢含量分析 1、分析目的 原料气中的硫化氢，对合成塔及管道有严重的腐蚀作用。分析其含量以便控制进脱硫塔前气体中的硫含量。 2、测定原理在弱酸性溶液中，硫化氢可与醋酸锌反应，生成硫化锌沉锭，生成的沉锭在酸性溶液中，能与碘作用，过量碘用硫代硫酸钠滴定。 H2S+Zn（AC）2=2HAC+ZnS ZnS +2HcL+I2=ZHI+S+2ZnCl2I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6 3、试剂和溶液 31醋酸锌 2%溶液，按GB603配制 32盐酸 1+1溶液 33碘标准溶液，C（1/2 I2）=0.01mol/l，按GB601配制标定 34硫代硫酸钠标准滴定溶液C（Na2S2O3）=0.01mol/l，GB601配制标定。 35淀粉，10g/l溶液，按GB603配制。 4、分析步骤 41在硫化氢反应管中加入2%醋酸锌溶液50ml，再加入20 ml蒸留水塞紧瓶塞。 42以0.20.5升/分的流速通入样气,通入10升,停止通气. 4.3取下反应瓶,加入10毫升碘标准溶液,以及3 ml盐酸(1+1),然后用硫代硫酸钠标准滴定溶液滴至浅黄色,加入2 ml淀粉指示剂,继续滴至蓝色消失。 44空白试验按上述操作步骤进行空白试验，除不通样气外，操作手续和应用的试剂与测定时相同。 5、分析结果计算硫化氢的含量以克/米3表示 （V1-V2）C0.017H2S= 1000g/m3 Vf式中：V1滴定空白碘溶液所消耗的硫代酸钠标准滴定溶液的体积，毫升； V2滴定试样所消耗的硫代硫酸钠标准滴定溶液的体积，毫升； C硫代硫酸钠标准滴定溶液的浓度，mol/l 0.017与1.00ml碘标准滴定溶液C(1/2I2)=1.000mol/l相当的以克表示的硫化氢的质量. V样气体积,升 f温度校正系数 6、注意事项 61盐酸要在加入碘液以后加入，以免ZnS与盐酸作用，逸出硫化氢，影响分析结果。62加碘液后应操作迅速，以防止碘的挥发63淀粉加入不宜过早，否则会生成碘64当标准Na2S2O3溶液回滴过量碘时，溶液蓝色完全消失为终点，如放置片刻，蓝色又重复出现，其原因为I-受空气氧化缘故，不应继续滴定。 65取样地点在压缩机三段出口，进脱硫塔前或压缩机一段出口。 三、原料气脱硫后硫化氢含量分析 1、分析目的 控制脱硫后硫化氢的含量，对防止合成塔等设备的腐蚀，延长设备的使用寿命，提高产品质量，了解脱硫效率都有十分重要的作用。 2、测定原理、试剂和溶液、仪器、分析步骤、注意事项，均与脱硫前硫化氢相同。 3、取样地点 脱硫塔出口管线第二节、合成塔出口熔融物的分析 一、分析目的 在尿素生产中，采用二氧化碳和氨为原料，在高温高压条件下合成。为了提高二氧化碳的利用率，利用过剩氨的措施欲达到目的，但尽管如此，二氧化碳仅有67%左右，利用尿素合成，因此在出口熔融物中，就由氢氧化铵、碳酸铵、尿素、水组成了四元体系，此外还有二氧化碳气中的无机硫、有机硫对合成塔的腐蚀生成了FeS、Fe2S2以及泵素由于缩合现象生成的缩二脲，借以了解，通过分析组分含量变化情况和总硫设备腐蚀的程度，加以控制操作。 由合成塔出口组分含量计算进塔的氨与二氧化碳的比份以利控制调节其比例。二、取样和试样的处理 在5-7号球胆中，加入约300 ml蒸馏水揩于球胆外表面，用弹簧夹夹紧球胆口，称量（准确到0.001克）然后取样人戴上防毒面具和其它防护用品，缓缓开取样阀，让熔融物排放片刻，关闭取样阀，套上取样球胆慢慢开取样阀，并不断振荡球胆，当球胆发热时停止取样，关闭取样阀，取下球胆，用水冷却至室温用毛巾擦干外表称量（准确到0.001g）。二次称量一之差即为试样重。 把球胆内液体转移到1000 ml容量瓶中，用蒸馏水洗涤球胆内部三次，每次洗涤皆倾入同一容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀备用。 三、氨和尿素的测定1、测定原理 没有转化成尿素的氨以氢氧化铵，碳酸铵存在，因此皆可以和强酸直接作用。 NH4OH+HCL=NH4CL+H2O （NH4）2CO3+2HCL=NH4CL+H2O+CO2尿素和硫酸共热生成硫酸铵，并放出二氧化碳。将过量的硫酸中和后，所得中性溶液加入甲醛中性溶液后，即可用标准氢氧化钠滴定析出的游离RNP ，然后换算成尿素含量。 NH2CONH2+H2SO4+H2O = （NH4）2SO4+CO2 2（NH4）2SO4+6HCHO =（CH2）6N4+H2SO4+6H2乌洛托品 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O 测定尿素时氨也参加反应，因此在计算时应减去氨的部分。 2、试剂和溶液 21硫酸（GB625） 22盐酸标准滴定溶液C（HCL）=0.5mol/l溶液，按GB601配制标定。 23氢氧化钠标准滴定溶液，C（NaOH）=0.5mol/l溶液，按GB601配制，标定。 24氢氧化钠，30%溶液，按GB603配制。 25甲醛，25%中性溶液，25份体积的（40%浓度）甲醛溶液与15份同体积的蒸馏水相混合摇匀，以酚酞为指示剂，用氢氧化钠中和反应为微红色。 26混合指示剂酚酞麝香草酚酞乙醇溶液，0.5克酚酞与0.5克麝香草酚酞混合于100毫升无水乙醇中。 27溴酚兰指示剂，0.4g/l,称取0.1g溴酚兰溶于250ml乙醇中 3、仪器 实验室一般常用仪器 4、分析步骤 41在锥形瓶中加入约30 ml水，用移液管吸取10 ml稀释样于锥形瓶中，加3滴溴酚兰指示剂，用盐酸标准溶液滴定至呈黄绿色为终点，记下读数为V1。 42用移液管移取10 ml稀释样于另一锥形瓶中，加入3-5 ml浓硫酸，待硫酸解析之，浓烟腾空并聚集瓶三分之一处,取下冷却，用少量水沿瓶壁冲洗。 43加入12滴甲基红指示剂在不断冷却下逐滴加入30%氢氧化钠溶液，中和过量的硫酸至淡红色，用蒸馏水冲洗瓶壁。 44再以氢氧化钠标准滴定溶液中和至刚呈现橙色即为中性。 45加入25%中性甲醛溶液25 ml，然后再加入10滴混合指示剂放置12分钟后用氢氧化钠标准滴定溶液滴定，当溶液由红变黄，最后呈现(11.5分钟内不消失的)玫瑰红色为终点，记下读数为V2。 5、分析结果有计算： C1V10.017 C1V1170NH3%= 100= W/100010 W (C2V2-C1V1)0.03 (C2V2-C1V1)300(NH2)CO%= 100= W/100010 W式中：C1滴定氨时消耗盐酸标准滴定溶液的浓度，mol/l V1消耗盐酸标准滴定溶液的体积，毫升， C2滴定尿素时消耗氢氧化钠标准滴定溶液的浓度，mol/l V2消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积，毫升，0.017与浓度C（HCL）=1.000 mol/l盐酸标准滴定溶液1.00 ml相当的,以克表示的氨的质量.0.03与C(NaOH)=1.000 mol/l氢氧化钠标准滴定溶液1.00 ml相当的,以克表示的尿素的质量. 6、注意事项 61滴定氨时，因为氨的分压较大，易挥发，所以采取快滴慢摇措施，以防损失。 62加入浓硫酸酸化尿素必须过量（为计算定量的三倍以上否则硫酸铵会析出结晶且分解，使结果偏低，如果已析出结晶干固，丢掉，重新取样分析，在浓硫酸量上酌情增加。 四、二氧化碳的测定 （一）、容量滴定法 1、原理 加入氢氧化钠溶液使碳酸铵变成氢氧化铵 （NH4）2CO3+2NaOH=Na2CO3+2NH4OH 再使氢氧化铵与甲醛作用生产成六次甲基四胺，所得碳酸钠用标准酸来滴定，换算成二氧化碳含量。 4NH4OH+6HOHO=（CH2）6N4+10H2O Na2CO3+HO=NaHCO3+Nacl 2、试剂和溶液 21氢氧化钠标准滴定溶液 22盐酸标准滴定溶液 23混合指示剂 3、仪器 31三角烧杯，250毫升，一只 32化验室一般常用仪器 4、分析步骤 41用移液管移取上备试液10 ml于250 ml三角烧杯中，加入一定量的（一般要10 ml）氢氧化钠标准滴定溶液； 42再加入20 ml25%的中性甲醛溶液（加入时要不断振荡，）慢慢加入510滴混合指示剂放置片刻，用盐酸标准滴定溶液滴至粉红色或无色即可。 43分析结果的计算 （C2V2-C3V3）0.044 (C2V2-C3V3)440CO2= 100= 10/1000W W式中:C2氢氧化钠标准滴定溶液的浓度,mol/lV2消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积，ml C3盐酸标准滴定溶液的浓度，mol/lV3消耗盐酸标准滴定溶液的体积，ml0.044与C（NaOH）=1.000mol/l氢氧化钠标准滴定溶液1.00ml相当的,以克表示的二氧化碳的质量.W试样质量,g5、注意事项51二氧化碳测定时，甲醛一定要在加入氢氧化钠后再加；52加入的氢氧化钠量，视取样量而定，如果加入甲醛后溶液发白，应废掉重新取样增加碱液。53甲醛一定要慢慢加入，防止局部酸化，造成分析误差。54甲醛溶液必须中性且甲醇含量低，否则影响分析结果。（二）、改良量气法1、测定原理用25%H2SO4分解样品中的碳酸铵，气体经冷凝管直接读出放出的体积，即可计算出二氧化碳含量；2、试剂和溶液21硫酸25%溶液，按GB603配制22硫酸10%溶液，作水封用，按GB603配制；3、仪器 31量气管（1）：容量100 ml，分度值0.2 ml 32水套管（2.6）:约50mm50mm内充自来水 33温度计（3）：50度酒精温度计 34水准瓶（4）：容量250ml的下口瓶，内充封闭液 35弹簧夹（5） 36碳酸盐反应瓶（7）：50ml 37玻璃管（8），容积约50ml的直形玻玉管，将上述部件按图用胶管和橡皮塞连接，并保证不漏气。 4、分析步骤 41测量装置的密封性试验：每次测定前均需按以下方法对测定装置进行密封性试验。打开碳酸盐反应瓶（7）的瓶塞，升高水准瓶（4），使量气管（1）充满封闭液，同时塞紧碳酸盐反应瓶塞，将水准瓶液面与量气管液面对齐，读取量气管内封闭液液面读数，将水准瓶放在台面上，再次升高水准瓶，如前读取量气管液面读数，反复两次，读数如无变化，说明不漏气。 42取样，稀释均用原滴定法 43检查装置不漏气后，升高水准瓶，使量气管系实际充满封闭液，以弹簧夹（5）夹住水准瓶上胶管，准确移取试液1 ml放入反应瓶内瓶中，取2-4 ml 25%H2SO4放入瓶中，盖紧瓶塞，如图所示，打开弹簧夹，并使水准瓶液面与量气管准面对齐，读取量气管中封闭液所示液面V1，摇动反应瓶，使其充分反应（注意：在量气管内封闭液液面下降的同时，同步向下移动水准瓶，使水准瓶内液面始终与量气管内液面保持同一水平）直至反应完全，读取量气管中封闭液液面所示读数为末读数V2（从读取V1开始，到读好V2为止，应始终使水准瓶中封闭液液面与量气管中封闭液液面保持同一水平），记录量气管水夹套管中温度计所示温度值为t。 5、分析结果的计算 (V2-V1)f0.044CO2%= 100 22.26w/1000v 式中：22.26CO2的摩尔体积; 0.0441毫摩尔CO2的质量,g; w试样质量,g; v-移取样品体积,ml; V1-量气管初读数,ml; V2量气管末读数,ml;f温度校正系数 273 P-Pwf= 273+t 101.325 P测定时大气压 ，KPa Pw为t度时水蒸汽分压，Kpa； 101.325标准大气压,Kpa; f水夹套水温,度; 6、注意事项 61二氧化碳浓度低于10%的样品应取100g左右，稀释后也可加倍取样。 62反应之前，试样与硫酸应完全隔开，否则应重做 63做完样品，应立即赶净系统中的余气 64做完样品，若读数未恒定，需冷却23分钟，方可平压读数 65二氧化碳为窒息性气体，排放必须排出室外 五、复合计算（以尿素为基础的比值）1、合成塔出口（重量比）NH3 U=NH3% U%CO2 U =CO2% U % 100%-NH3%-CO2%- U%H2O U = U%1、 O2的转化率（以XCO2%表示）； U%0.733XCO2%= 100 U%0.733+CO2%3、进合成塔的MNH3/CO2和MH2O/CO2 NH3U% +0.567MNH3/CO2= 2.589 CO2 U% +0.733 H2O U% 0.3MH2O/CO2= 2.444 CO2U% +0.733 注:进合成塔的NH3/CO2和H2O/CO2(摩尔数(克分子)比)的公式推导:(1) MNH3/CO2 NH3%U + UU 34/60MNH3/CO2= CO2%U+UU44/60 NH3U%+0.567MNH3/CO2= 2.589 CO2U%+0.733(4)MH2O/CO2 H2O%-U%18/60MH2O/CO2= 44/18 CO2%-U%44/60将上述分子分母同时除以U%,则: H20U 0.3MH2O/CO2= 2.444 CO2U+0.733式中:U代表尿素 M代表摩尔数(克分子)60尿素分子量第三节、解吸塔解吸气与解析残液的分析一、分析目的通过解吸气的分析，掌握解吸气组分，以利于解吸系统的正常操作，通过解吸残液的分析，可以帮助解吸塔操作，以控制解吸废液中的含氨量，符合排放标准。二、取样点解析冷凝器气相出口管线解析换热器解析废液排放管线三、气相组份分析同合成塔出口熔融物分析四、解析废液氨含量分析1、取样方法和试样的处理用塑料瓶（约500ml）取解析废液约300ml，盖上瓶盖。2、试剂和溶液盐酸标准滴定溶液C（HCL）=0.1mol/L,按GB601配制标溴酚兰指示剂,0.4g/l,称取0.1g溴酚兰溶于250ml乙醇中.3、仪器化验室一般常用仪器4、测定步骤用量杯量取100ml的试样，倒入250ml的三角烧瓶中，加入3滴溴酚兰指示剂，用盐酸标准滴定溶液滴至刚出现黄色为终点，记下消耗的体积。5、分析结果的计算 C1V10.017NH3%= 100 100Pt式中: C1所用盐酸标准滴定溶液的浓度，mol； V1消耗盐酸标准滴定溶液的体积，ml； 0.017与C（HCL）=1.000mol/L盐酸标准滴定溶液1.00ml相当的,以克表示的氨的质量; 6、注意事项同合成塔出口熔融分析第四节、甲铵泵、氨泵、氨水泵密封水、外排水的氨含量分析。 一、分析目的通过氨含量的分析，了解设备密封情况 二、测定原理同合成塔出口熔融物分析 三、试剂和溶液、仪器、测定步骤同解析残液 四、分析结果的计算 C1V10.017NH3%= 100 100Pt或 C1V1 NH3%= 20 100式中: C1所用盐酸标准滴定溶液的浓度,mol/L V1消耗盐酸标准滴定溶液的体积,ml 0.017与C(HCL)=1.000mol/L盐酸标准滴定溶液1.00ML相当的,以克表示的氨的质量; 五、注意事项同合成塔出口熔融物分析第五节、排气筒含氨量的测定 一、测定原理 被测气体通过已知浓度的一定量的标准硫酸溶液的吸收，用甲基橙做指示剂。 二、试剂和熔液 硫酸标准滴定溶液，C（1/2H2SO4）=0.1mol/L,按GB601配制标定. 甲基红指示剂,2g/l甲基红溶于100ml无水乙醇中 三、仪器化验室常用仪器 量气管（1），容量500ml，分度值10ml 反应管（2），容量50ml 水准瓶（3），容量100ml 三通旋塞 四、分析步骤 1、氨反应管中加入硫酸标准滴定溶液1.00ml,及2滴甲基红指示剂及30ml蒸馏水. 2、调整量气管含有甲其红指示剂的硫酸封闭液零位,把反应管进口与样气管连接,反应管出口与量气管连接。 3、使样气缓缓通过反应管，控制鼓泡速度，出口气23个泡/秒，进口气5-6个泡/秒。 4、当溶液中指示剂一半由红色变黄色即停止通气。 5、将反应管上下摇动，如已全部刚变色时，说明终点已到，如仍为红色，则需继续通入少量气体。 6、读取残余气体体积和气体温度。 五、分析结果的计算 氨含量以体积百分比表示 C1V122.08NH3（%）= 100 Vtf+C1V122.08式中: C1所用硫酸标准滴定溶液的浓度,mol/l; V1消耗硫酸标准滴定溶液的体积,ml; Vt残余气体在t度时的体积,毫升; f温度校正系数 22.08在标准状况下,一毫摩尔分子氨的体积,毫升; 六、注意事项 1仪器各连接部位应严密不漏气，漏液； 2如果取样过多使反应管内溶液呈黄色，应取下以标准酸滴定至橙红色计算，不可在溶液呈黄色时继续多取样，以免氨不能完全被吸收，使测定偏低。 3当气样中氨含量大时，采用的硫酸标准滴定溶液的浓度可大些。4气体通过反应管之流速不可太快，以免吸收不完全。第六节、尿素成品中游离氨的测定 一、原理尿素中的游离氨,可用硫酸直接滴定2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 二、试剂和溶液 硫酸标准滴定溶液,C(1/2H2SO4)=0.1mol/L,按GB601配制标定. 甲基红指示剂,2g/L,0.29甲基红溶于100ml无水乙醇中 三、仪器 实验室一般常用仪器 四、测定步骤 准确称取10g左右的尿素成品(精确到0.001g),移入250ml锥形瓶中,加入50ml蒸馏水溶解,然后加入2-3滴甲基红指示剂,用硫酸