氣相色譜法測(cè)定粗苯中噻吩含量

張明明，王旭，王曉楠，吳士擁，高樂(lè)

（1.鞍鋼化學(xué)科技有限公司，遼寧 鞍山114021；2.鞍鋼集團(tuán)鋼鐵研究院，遼寧 鞍山114009）

焦化粗苯是苯加氫工藝主要原料之一。焦化粗苯主要含有苯、甲苯、二甲苯等芳香烴，另外還有不飽和化合物、含硫化合物、含氧化合物及氮化合物等雜質(zhì)。其中，噻吩是粗苯含硫化合物中主要物質(zhì)，由于苯加氫脫硫轉(zhuǎn)化率不是很高，噻吩含量高低直接影響苯類(lèi)產(chǎn)品全硫含量。因此，掌握采購(gòu)原料粗苯中噻吩含量，調(diào)控現(xiàn)場(chǎng)苯加氫生產(chǎn)，降低產(chǎn)品硫含量，才能降低全硫含量，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

苯中噻吩含量測(cè)定一直采用GB/T 14327分光光度計(jì)法，此方法適用于分析低噻吩含量[1]，范圍為0.1～250 mg/kg，而焦化粗苯中噻吩含量約為0.5%，含量較高，國(guó)標(biāo)方法不適用，因此需建立新方法。國(guó)內(nèi)外利用氣相色譜法檢測(cè)硫化物的檢測(cè)器有火焰光度檢測(cè)器（FPD）、脈沖火焰光度檢測(cè)器（PFPF）、硫化學(xué)發(fā)光檢測(cè)器（SCD）和原子發(fā)射光譜檢測(cè)器（AED）等[2]。本文建立了利用化驗(yàn)室現(xiàn)有的帶有火焰光度檢測(cè)器的氣相色譜儀測(cè)定粗苯中高含量噻吩的方法。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器

日本島津公司GC 2014氣相色譜儀：分流/不分流進(jìn)樣器、FPD火焰光度檢測(cè)器，島津色譜工作站，PEG-20M毛細(xì)管色譜柱。

1.2 試劑及材料

無(wú)噻吩苯、色譜純噻吩、優(yōu)級(jí)純酒精，微量注射器（10μL、50μL）、容量瓶、量筒、移液管。

1.3 色譜操作條件

PEG-20M石英毛細(xì)管色譜柱（Φ1.0 mm×30 mm×0.53μm），汽化室溫度220℃，載氣為氮?dú)猓魉?.0 mL/min，氫氣流量40 mL/min，空氣流量60 mL/min，進(jìn)樣量2μL，檢測(cè)器溫度250℃，吹掃流量3.0 mL/min。柱溫程序如下：初始溫度75℃，保持2 min，以10℃/min程序升溫至200℃，保持2 min。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

使用無(wú)噻吩苯和色譜純噻吩分別配制噻吩含量為0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%左右的標(biāo)樣，用移液管取50 mL酒精，加入50μL標(biāo)樣進(jìn)行稀釋?zhuān){(diào)整色譜儀，每個(gè)標(biāo)樣至少分析三次，取峰面積平均值。標(biāo)樣噻吩含量和峰面積如表1所示。

通過(guò)EXCEL軟件制作粗苯噻吩含量標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖1所示。標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為y=-7E-17x2+2E-8x+0.16，相關(guān)系數(shù)R2=0.997 6，可見(jiàn)y與x顯性相關(guān)，回歸方程是可靠的，可以使用。

圖1 粗苯噻吩含量標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Standard Curve for Content of Thiophene in Crude Benzene

2.2 粗苯中噻吩含量的測(cè)定

采用與制作標(biāo)準(zhǔn)曲線相同的色譜條件和樣品制備方法進(jìn)行色譜分析，每次測(cè)定時(shí)分析兩次，讀取峰面積，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線得出相應(yīng)的噻吩含量，取平均值后得出最終測(cè)定的噻吩含量。粗苯噻吩含量色譜圖如圖2所示。由圖2可以看出，測(cè)定峰面積為4 602 989μV/s，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線得出噻吩含量為0.252%。

圖2 粗苯噻吩含量色譜圖Fig.2 Chromatogram for Content of Thiophene in Crude Benzene

2.3 加標(biāo)回收率測(cè)定

準(zhǔn)確稱(chēng)取43.338 7 g粗苯，加入0.099 g色譜純噻吩標(biāo)樣,采用與制作標(biāo)準(zhǔn)曲線相同的色譜條件和樣品制備方法，分別在加入噻吩前、后分析樣品，得出粗苯中噻吩含量，測(cè)定加標(biāo)回收率。加標(biāo)回收數(shù)據(jù)見(jiàn)表2，加標(biāo)回收率為112%，稍微偏高，但由于是分析原料中的噻吩，可以接受此回收率。

表2 加標(biāo)回收數(shù)據(jù)Table 2 Data of Spiked Recovery

2.4 重復(fù)性測(cè)定

取同一試樣，在相同條件下重復(fù)測(cè)定10次，色譜噻吩含量結(jié)果如表3所示，計(jì)算噻吩含量均值為0.261%。

表3 重復(fù)性數(shù)據(jù)Table 3 Repeatability Data

3 結(jié)語(yǔ)

采用配有火焰光度檢測(cè)器的氣相色譜儀實(shí)現(xiàn)了粗苯中高含量噻吩的測(cè)定。通過(guò)試驗(yàn)得出了粗苯噻吩含量標(biāo)準(zhǔn)回歸方程為y=-7E-17x2+2E-8x+0.16，相關(guān)系數(shù)R2=0.997 6，加標(biāo)回收率為112%。此分析方法操作簡(jiǎn)單，分析快速、時(shí)間短，重復(fù)性和準(zhǔn)確性均較高，能夠滿(mǎn)足苯加氫粗苯原料采購(gòu)要求。