面積歸一化法與內(nèi)標(biāo)法測定苯純度的對(duì)比

(中國石油獨(dú)山子石化公司乙烯廠中心化驗(yàn)室,獨(dú)山子 833699)

苯是一種石油化工基本原料，芳烴裝置生產(chǎn)苯作為互供料用做苯乙烯的原料，苯產(chǎn)品的快速準(zhǔn)確測定直接影響下游裝置的平穩(wěn)生產(chǎn)。目前苯的檢測方法主要有GB/T 3405—2011、ASTM D4492—2010。實(shí)驗(yàn)中分析苯中微量的芳香烴和非芳烴雜質(zhì)，分別用面積歸一化法測定標(biāo)樣，選取不同樣品分別再用面積歸一化法和內(nèi)標(biāo)法對(duì)比分析。

1 試驗(yàn)部分

1.1 方法原理

用微量注射器(或自動(dòng)進(jìn)樣器)取適當(dāng)試樣，注入氣相色譜儀，試樣中的各組分在色譜柱中分離后，采用氫火焰離子化檢測器(FID)檢測，內(nèi)標(biāo)法或歸一化法定量。使用內(nèi)標(biāo)法時(shí)，推薦內(nèi)標(biāo)物為正壬烷，測定各雜質(zhì)組分的含量。使用歸一化法可直接得出各雜質(zhì)含量及苯含量。

1.2 儀器與試劑

安捷倫6890N氣相色譜儀，配SSL(分流/不分流進(jìn)樣口)和FID檢測器，配合安捷倫7683B Series Injector自動(dòng)進(jìn)樣器，色譜工作站。

苯、甲苯、乙苯、環(huán)己烷、正壬烷均為色譜純。

1.3 色譜條件

色譜測試的條件見表1。

表1 色譜條件

1.4 標(biāo)樣的制備

在50mL容量瓶中加入約30mL苯，參照控制指標(biāo)加入適量的環(huán)己烷、甲苯、乙苯，用微量注射器加入50μL的內(nèi)標(biāo)物，用苯定容。內(nèi)標(biāo)物正壬烷的密度0.718g/mL，苯密度為0.874g/mL，內(nèi)標(biāo)物含量計(jì)算為0.0825%(wt)。

1.5計(jì)算

1.5.1內(nèi)標(biāo)法定量

按下式計(jì)算各組分的濃度含量：

式中：

Ci—組分i的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，% (wt)；

Cs—配入內(nèi)標(biāo)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%(wt)；

f'i—組分i的相對(duì)校正因子；

Ai—組分i的峰面積；

As—內(nèi)標(biāo)物的峰面積。

所有甲苯后面出來的峰，采用乙苯校正因子；所有非芳烴，采用環(huán)己烷的校正因子。苯：m%=100.00-Ct(Ct:所有雜質(zhì)的濃度之和)

1.5.2歸一化法定量

使用此定量方法時(shí)，不加入內(nèi)標(biāo)物直接進(jìn)樣分析，歸一化法定量計(jì)算按下式：

式中：

Ci—組分i的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%(wt)；

Ai—組分i的峰面積。

2 色譜結(jié)果與譜圖

2.1 標(biāo)樣測定譜圖與結(jié)果

測試標(biāo)樣的譜圖見圖1，分析結(jié)果見表2與表3。

圖1 標(biāo)樣測定譜圖

組分標(biāo)樣1標(biāo)樣2標(biāo)樣3標(biāo)樣4標(biāo)樣5平均值非芳烴015450153701524015090150701524正壬烷008250082500825008250082500825甲苯019800197701977019730197301976乙苯018390184001842018400184301841苯994699469946994699469946

表3 面積歸一化法測定標(biāo)樣結(jié)果

從表2和表3中可以看出，面積歸一化法測定標(biāo)樣，結(jié)果再現(xiàn)性均小于10%，多次測定結(jié)果重復(fù)性滿足分析要求。

2.2 內(nèi)標(biāo)法與面積歸一化法測定樣品

取樣品放入50mL容量瓶中定容，加入50μL正壬烷做內(nèi)標(biāo)物[1]，混勻。將配制好的溶液0.5μL注入氣相色譜柱，其中正壬烷之前的峰歸為非芳烴，得到的譜圖如圖2所示。

圖2 內(nèi)標(biāo)法測定苯純度

直接取樣品0.5μL注入氣相色譜柱，其中正壬烷之前的峰歸為非芳，得到的譜圖如圖3所示。

圖3 面積歸一化法測定苯純度

2.3 不同樣品內(nèi)標(biāo)法與面積歸一化法結(jié)果

按照ASTM D4492 氣相色譜法檢測精制苯純度計(jì)算為去除所有雜質(zhì)含量的濃度，取不同的樣品，分別用內(nèi)標(biāo)法和面積歸一化法進(jìn)行試驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)內(nèi)標(biāo)法的重現(xiàn)性數(shù)據(jù)如表4所示，面積歸一化結(jié)果的重現(xiàn)性如表5所示。

表4 內(nèi)標(biāo)法測定樣品結(jié)果

表5 面積歸一化法測定樣品結(jié)果

3 結(jié)束語

(1)采用的安捷倫6890工作站配合自動(dòng)進(jìn)樣器，分析苯系物中微量的芳香烴和非芳烴雜質(zhì)[2]，測試結(jié)果表明面積歸一化法相對(duì)于內(nèi)標(biāo)法減少樣品用量，無需配樣，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，廢液處理量小，直接進(jìn)樣，操作簡單方便，減少化驗(yàn)成本，提高實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)效率，降低實(shí)驗(yàn)費(fèi)用。

(2)由于峰面積歸一化法通常用于粗略考察樣品中的雜質(zhì)含量，對(duì)于精密度要求比較高，結(jié)果準(zhǔn)確度會(huì)產(chǎn)生重大影響抑或試驗(yàn)條件不是很理想的條件下，或者對(duì)結(jié)果產(chǎn)生異議的，推薦內(nèi)標(biāo)法。

[1] ASTM D4492-2010.苯分析的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法(氣相色譜法)[S] .

[2] GB/T 3405-2011.石油苯[S]