淺析色譜法測(cè)定粗苯餾程

王小明（天津天鐵煉焦化工有限公司，天津300301）

淺析色譜法測(cè)定粗苯餾程

王小明（天津天鐵煉焦化工有限公司，天津300301）

傳統(tǒng)蒸餾法測(cè)定粗苯餾程蒸餾實(shí)驗(yàn)，分析速度慢，人為因素影響誤差大，并污染環(huán)境和損害人體健康。探討了用氣相色譜分析法測(cè)定粗苯餾程替代蒸餾法，該方法粗苯餾程實(shí)驗(yàn)分析速度快，測(cè)定重現(xiàn)性好，其結(jié)果準(zhǔn)確度和精密度高。

色譜法粗苯餾程焦?fàn)t煤氣

1 前言

粗苯是焦?fàn)t煤氣凈化過程中用洗油洗滌煤氣而回收的產(chǎn)品，為淡黃色液體，不溶于水，其組成極其復(fù)雜且有劇毒，主要成分是苯及苯的同系物。粗苯產(chǎn)品的主要技術(shù)指標(biāo)，H2O和對(duì)粗苯產(chǎn)品做餾程實(shí)驗(yàn)，測(cè)定其180℃前餾出量。傳統(tǒng)的粗苯餾程測(cè)定采用蒸餾法，操作耗時(shí)長(zhǎng)，操作條件難以控制，且由于苯的毒性對(duì)操作人員和環(huán)境造成嚴(yán)重危害，在參考用氣相色譜分析法測(cè)定石油餾分的基礎(chǔ)上，探討用氣相色譜分析法測(cè)定粗苯餾程的方法。

2 實(shí)驗(yàn)所用儀器

氣相色譜儀：Agilent 7890A

毛細(xì)管柱：30 m×0.320 mm×0.25 um HP-5

檢測(cè)器：FID

進(jìn)樣器：Agilent 7683B全自動(dòng)進(jìn)樣器；Agilent 10ul注射器

數(shù)據(jù)處理：Agilent色譜工作站

3 實(shí)驗(yàn)條件及方法

3.1 實(shí)驗(yàn)條件的選擇

3.1.1 進(jìn)樣口溫度的選擇

進(jìn)樣口溫度的選擇與所測(cè)物質(zhì)的沸點(diǎn)有關(guān)，粗苯中180℃后主要組分的最高沸點(diǎn)為240℃，通過實(shí)驗(yàn)選擇最佳進(jìn)樣口溫度為250℃。

3.1.2 柱溫的選擇

在實(shí)驗(yàn)中，正確設(shè)置柱溫對(duì)于獲得良好的分析結(jié)果十分關(guān)鍵。對(duì)于組分含量較多及沸程較寬的樣品，采用恒溫分析的結(jié)果很不理想。若柱溫選擇較低，對(duì)樣品低沸點(diǎn)化合物分離較好，而高沸點(diǎn)化合物組分的流出時(shí)間會(huì)變得很長(zhǎng)，而且峰形擴(kuò)展嚴(yán)重，甚至不出峰；若選擇柱溫較高，樣品中的低沸點(diǎn)組分會(huì)很快出峰而得不到好的分離。粗苯組分復(fù)雜，含有高達(dá)上百種組分，沸程很寬，因此必須采用程序升溫，合理地設(shè)置初始溫度、終點(diǎn)溫度、升溫速率等參數(shù)，使樣品中各組分在其理想的最佳分離溫度下出峰并得到良好的分離，通過大量的對(duì)比實(shí)驗(yàn),當(dāng)設(shè)置程序升溫為：

峰形尖銳，滿足要求。

3.1.3 檢測(cè)器溫度的選擇

氫焰離子化檢測(cè)器溫度是影響檢測(cè)器靈敏度的一個(gè)重要因素，溫度過低，會(huì)造成高沸點(diǎn)物質(zhì)和水分等滯留在檢測(cè)器內(nèi)，污染檢測(cè)器，通過實(shí)驗(yàn)選擇檢測(cè)器的溫度為250℃

3.1.4 氣路系統(tǒng)

載氣（高純氮?dú)猓┝髁渴巧V實(shí)驗(yàn)分析的一個(gè)重要操作條件，載氣流量過大，會(huì)造成基線不穩(wěn)、噪聲大、出峰時(shí)間快、分離效果差；載氣流量過小則分析時(shí)間過長(zhǎng)，通過不同的流量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，選擇載氣流量為1.8299 ml/min。

分流比的確定：由于毛細(xì)柱的柱容量小，分析時(shí)只有少部分進(jìn)入毛細(xì)柱。分流過小，會(huì)使樣品過多的進(jìn)入毛細(xì)柱，造成拖尾；分流過大，會(huì)使樣品進(jìn)入毛細(xì)柱過少，造成信號(hào)小，難以判別。通過實(shí)驗(yàn)確定分流比為：80∶1。

隔墊吹掃流量：3 ml/min;

氫氣流量：40 ml/min;

吹流量：50 ml/min;

進(jìn)樣量：0.2 ul。

3.2 實(shí)驗(yàn)方法的建立

通過對(duì)大量粗苯原樣與其相應(yīng)粗苯180℃前餾出液在上述色譜條件下作對(duì)照試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)餾出液的色譜圖上萘峰以后沒有其他峰出現(xiàn)，且萘峰很小，而餾出液萘峰之前的峰與粗苯原樣萘峰之前的峰基本吻合，見圖1、圖2、圖3。

由此可以認(rèn)為，萘峰之前的組分即為粗苯180℃前的餾出物。采用峰面積歸一化法進(jìn)行定量。但是FID只對(duì)碳?xì)浠衔镉蟹磻?yīng)，而對(duì)粗苯中的非碳?xì)浠衔锶鏑S2等沒有反應(yīng)，因此必須乘以一校正系數(shù)Q，Q是通過對(duì)大量粗苯原樣用蒸餾法與色譜法作對(duì)照實(shí)驗(yàn)得到的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算為：粗苯180℃前餾出量=萘峰之前各組分含量之和×Q。

圖1 粗苯樣品色譜曲線

圖2 粗苯180℃前餾出液色譜曲線

圖3 重疊顯示

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

用蒸餾法與色譜法對(duì)粗苯作對(duì)照實(shí)驗(yàn)，對(duì)照結(jié)果見表1。

表1 蒸餾法與色譜法試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比/%

YB/T5023—93中規(guī)定粗苯180℃前餾出量的允許誤差為同一化驗(yàn)室不超過0.8%，不同實(shí)驗(yàn)不超過1.0%。因此，該實(shí)驗(yàn)方法的準(zhǔn)確度完全能滿足要求。

4.2 精密度的測(cè)定

對(duì)兩個(gè)不同粗苯樣品進(jìn)行多次平行測(cè)定，重復(fù)性較好。該方法的精密度能夠滿足樣品測(cè)定的要求。

5 兩種實(shí)驗(yàn)方法原理及優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

見表2。

表2 蒸餾法與色譜法對(duì)比

6 結(jié)論

6.1 色譜法的勞動(dòng)強(qiáng)度小，對(duì)環(huán)境的污染小，控制精度比蒸餾法高，但對(duì)操作人員的技術(shù)要求較高，投資也較大。

6.2 色譜法操作簡(jiǎn)便，對(duì)粗苯的分離效果好，分析時(shí)間由1~2 h縮短到15~20 min，能夠滿足生產(chǎn)的需要。色譜法進(jìn)樣量少，大大減少了粗苯對(duì)化驗(yàn)人員造成的危害。

6.3 用Agilent 7890A測(cè)定粗苯餾程重現(xiàn)性好，結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度較高，能夠取代傳統(tǒng)的蒸餾方法。

（收稿2010－03－20責(zé)編崔建華）

[1]庫(kù)咸熙.煉焦化學(xué)產(chǎn)品回收與加工[M].北京:冶金工業(yè)出版社，1985.110～112.

[2]史景江，馬熙中.色譜分析法[M].重慶:重慶大學(xué)出版社，1995.

Brief Talk on Crude Benzene Distillation Measurement and Determination by Spectrum Method

Wang Xiaoming

The traditional distillation method for measuring crude benzene shows a slow analyzing speed,gives big error since it is easy to be influenced by artificial factors,pollutes the environment and is harmful to human health.Gas phase spectrum analysis method is adopted to substitute the traditional measurement method.This method gives fast analyzing speed,good repeatability and high accuracy and precision in crude benzene inspection.

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王小明，助理工程師，畢業(yè)于天津科技大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)，現(xiàn)在天鐵焦化公司技術(shù)中心從事化驗(yàn)工作。