Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12545-1:2019 (ISO 10101-1:1993) về Khí thiên nhiên – Xác định hàm lượng nước bằng phương pháp Karl Fischer – Phần 1: Yêu cầu chung

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 12545-1:2019

ISO 10101-1:1993

KHÍ THIÊN NHIÊN - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP KARL FISCHER - PHẦN 1: YÊU CẦU CHUNG

Natural gas - Determination of water by the Karl Fischer method - Part 1: Introduction

Lời nói đầu

TCVN 12545-1:2019 hoàn toàn tương đương với ISO 10101-1:1993.

TCVN 12545-1:2019 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC193 Sản phẩm khí biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 12545 (ISO 10101) Khí thiên nhiên - Xác định hàm lượng nước bằng phương pháp Karl Fischer, gồm các tiêu chuẩn sau:

- TCVN 12545-1:2019 (ISO 10101-1:1993), Phần 1: Yêu cầu chung;

- TCVN 12545-2:2019 (ISO 10101-2:1993), Phần 2: Quy trình chuẩn độ;

- TCVN 12545-3:2019 (ISO 10101-3:1993), Phần 3: Quy trình đo điện lượng.

KHÍ THIÊN NHIÊN - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP KARL FISCHER - PHẦN 1: YÊU CẦU CHUNG

Natural gas - Determination of water by the Karl Fischer method - Part 1: Introduction

CẢNH BÁO: Phải tuân thủ các quy định về an toàn, nếu các thiết bị được đặt trong khu vực nguy hại. Vì tính độc và mùi của pyridin, nên người sử dụng cần đảm bảo chắc chắn phải có sự thông thoáng đầy đủ.

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu chung đối với phép xác định nước trong khí thiên sử dụng phương pháp Karl Fischer. TCVN 12545-2 (ISO 10101-2) quy định phương pháp chuẩn độ và TCVN 12545-3 (ISO 10101-3) quy định phương pháp đo điện lượng.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 12545-2 (ISO 10101-2) Khí thiên nhiên - Xác định hàm lượng nước bằng phương pháp Karl Fischer - Phần 2: Quy trình chuẩn độ

TCVN 12545-3 (ISO 10101-3) Khí thiên nhiên - Xác định hàm lượng nước bằng phương pháp Karl Fischer - Phần 2: Quy trình đo điện lượng

ISO 6712, Gas analysis - Sampling and transfer equipment for gases supplying and analytical unit (Phân tích khí - Thiết bị lấy mẫu và chuyển mẫu cho thiết bị cung cấp khí và phân tích khí)

3  Nguyên tắc

Nước có trong mẫu thử phản ứng với iot và lưu huỳnh dioxit trong hỗn hợp pyridin/metanol (thuốc thử Karl Fischer).

3.1  Nguyên tắc của phương pháp thứ nhất [TCVN 12545-2 (ISO 10101-2)]

Cho một thể tích khí xác định đi qua khoang chứa một thể tích tương đối nhỏ dung dịch chất hấp thụ. Nước trong khí bị hòa tan trong dung dịch chất hấp thụ và sau đó được chuẩn độ với thuốc thử Karl Fischer, điểm cuối được phát hiện bằng phép đo điện thế.

3.2  Nguyên tắc của phương pháp thứ hai [TCVN 12545-3 (ISO 10101-3)]

Cho một thể tích khí xác định đi qua khoang chứa dung dịch anot khan, đã được chuẩn độ từ trước. Iot cần thiết cho phép chuẩn độ nước hòa tan được tạo ra bằng điện lượng từ iodua có mặt trong dung dịch do phản ứng.

2I^- → I₂ + 2e^-

4  Phản ứng và các ảnh hưởng

CH₃OH + SO₂ + R₃N → [R₃NH]SO₃CH₃

H₂O + I₂ + [R₃NH]SO₃CH₃ + 2R₃n → [R₃NH]SO₄CH₃ +2[R₃NH]I

CHÚ THÍCH 1: Có thể thay thế metanol bằng 2-methoxyetanol (etylen glycol monoetylete và có thể thay thế pyridin (R₃N) bằng bất kỳ hợp chất nitơ kiềm khác phù hợp.

Các cấu tử khí khác nhau phản ứng với thuốc thử Karl Fischer và có thể làm tăng các kết quả sai số. Các cấu tử như vậy là các chất oxy hóa và khử, ví dụ như hydro sulfua, các mercaptan và các chất kiềm nitơ hóa.

Hydro sulfua và mercaptan có trong một vài loại khí thiên nhiên. Nếu nồng độ của chúng nhỏ hơn 20 % hàm lượng nước, ảnh hưởng do sự có mặt của chúng phải được hiệu chính như sau:

trong đó

ρ(H₂O)_a là hàm lượng nước thực tại 273,15 K (0 °C) và 101,325 kPa (1 atm), tính bằng mg/m³;

ρ(H₂O) là hàm lượng nước quan sát được hoặc đo được tại 273,15 K (0 °C) và 101,325 kPa (1 atm), tính bằng mg/m³;

ρ(S dạng H₂S) là lưu huỳnh dạng hydro sulfua đo được tại 273,15 K (0 °C) và 101,325 kPa (1 atm), tính bằng mg/m³;

ρ(S dạng RSH) là lưu huỳnh dạng mercaptan đo được tại 273,15 K (0 °C) và 101,325 kPa (1 atm), tính bằng mg/m³;

Phương pháp này không áp dụng đối với các nồng độ H₂S và RSH cao hơn.

CHÚ THÍCH 2: Có thể xác định lưu huỳnh dạng hydro sulfua và mercaptan bằng phương pháp chuẩn độ điện thế [xem TCVN 12545-3 (ISO 6326-3)] hoặc bằng bất kỳ phương pháp nào khác phù hợp.

5  Lấy mẫu

Tiến hành lấy mẫu theo hướng dẫn lấy mẫu chung được quy định trong ISO 6712. Trong quá trình lấy mẫu, đảm bảo rằng nhiệt độ của dòng khí ở trên nhiệt độ điểm sương. Nếu cần, nên gia nhiệt thiết bị, dụng cụ lấy mẫu.

Tất cả các phần tiếp xúc với khí phải được làm bằng thép hoặc thủy tinh. Các đầu của ống phải thật vừa khít với nhau và các ống nối phải được chế tạo từ vật liệu đàn hồi flo.

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] ISO 760:1978 Determination of water - Karl Fischer method (General method) [Xác định nước - Phương pháp Karl Fischer (phương pháp chung)]

[2] ISO 6326-3:1989 Natural gas - Determination of sulfur compounds - Part 3: Determination of hydrogen sulfide, mercaptan sulfur and carbon sulfide by potentiometry (Khí thiên nhiên - Phương pháp xác định các hợp chất lưu huỳnh - Phần 3: Xác định hydro sulfua, lưu huỳnh mercaptan và cacbonyl sulfua bằng phép đo điện thế).

[3] Fischer, K. Neues Verfahren zur mass-analytischen Bestimmung des Wassergehaltes von Flussigkeiten und festen Korpern. Angewandte Chemia 48 (1935), 26, p. 394.

[4] Kaesler, H. Direkte Bestimmung des Wassergehaltes in Gasen nach Karl Fischer. Gwf- gas/erdgas 125 (1984), 3, pp. 125-131.

[5] Scholz, E. Karl Fischer titration, Methoden zur Wasserbestimmung. Springer-verslag, Berlin, Heidelberg, 1984.