淺析色譜法測定粗苯餾程

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）

傳統蒸餾法測定粗苯餾程蒸餾實驗，分析速度慢，人為因素影響誤差大，并污染環境和損害人體健康。探討了用氣相色譜分析法測定粗苯餾程替代蒸餾法，該方法粗苯餾程實驗分析速度快，測定重現性好，其結果準確度和精密度高。

色譜法粗苯餾程焦爐煤氣

1 前言

粗苯是焦爐煤氣凈化過程中用洗油洗滌煤氣而回收的產品，為淡黃色液體，不溶于水，其組成極其復雜且有劇毒，主要成分是苯及苯的同系物。粗苯產品的主要技術指標，H2O和對粗苯產品做餾程實驗，測定其180℃前餾出量。傳統的粗苯餾程測定采用蒸餾法，操作耗時長，操作條件難以控制，且由于苯的毒性對操作人員和環境造成嚴重危害，在參考用氣相色譜分析法測定石油餾分的基礎上，探討用氣相色譜分析法測定粗苯餾程的方法。

2 實驗所用儀器

氣相色譜儀：Agilent 7890A

毛細管柱：30 m×0.320 mm×0.25 um HP-5

檢測器：FID

進樣器：Agilent 7683B全自動進樣器；Agilent 10ul注射器

數據處理：Agilent色譜工作站

3 實驗條件及方法

3.1 實驗條件的選擇

3.1.1 進樣口溫度的選擇

進樣口溫度的選擇與所測物質的沸點有關，粗苯中180℃后主要組分的最高沸點為240℃，通過實驗選擇最佳進樣口溫度為250℃。

3.1.2 柱溫的選擇

在實驗中，正確設置柱溫對于獲得良好的分析結果十分關鍵。對于組分含量較多及沸程較寬的樣品，采用恒溫分析的結果很不理想。若柱溫選擇較低，對樣品低沸點化合物分離較好，而高沸點化合物組分的流出時間會變得很長，而且峰形擴展嚴重，甚至不出峰；若選擇柱溫較高，樣品中的低沸點組分會很快出峰而得不到好的分離。粗苯組分復雜，含有高達上百種組分，沸程很寬，因此必須采用程序升溫，合理地設置初始溫度、終點溫度、升溫速率等參數，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，通過大量的對比實驗,當設置程序升溫為：

峰形尖銳，滿足要求。

3.1.3 檢測器溫度的選擇

氫焰離子化檢測器溫度是影響檢測器靈敏度的一個重要因素，溫度過低，會造成高沸點物質和水分等滯留在檢測器內，污染檢測器，通過實驗選擇檢測器的溫度為250℃

3.1.4 氣路系統

載氣（高純氮氣）流量是色譜實驗分析的一個重要操作條件，載氣流量過大，會造成基線不穩、噪聲大、出峰時間快、分離效果差；載氣流量過小則分析時間過長，通過不同的流量進行實驗，選擇載氣流量為1.8299 ml/min。

分流比的確定：由于毛細柱的柱容量小，分析時只有少部分進入毛細柱。分流過小，會使樣品過多的進入毛細柱，造成拖尾；分流過大，會使樣品進入毛細柱過少，造成信號小，難以判別。通過實驗確定分流比為：80∶1。

隔墊吹掃流量：3 ml/min;

氫氣流量：40 ml/min;

吹流量：50 ml/min;

進樣量：0.2 ul。

3.2 實驗方法的建立

通過對大量粗苯原樣與其相應粗苯180℃前餾出液在上述色譜條件下作對照試驗，發現餾出液的色譜圖上萘峰以后沒有其他峰出現，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行定量。但是FID只對碳氫化合物有反應，而對粗苯中的非碳氫化合物如CS2等沒有反應，因此必須乘以一校正系數Q，Q是通過對大量粗苯原樣用蒸餾法與色譜法作對照實驗得到的經驗系數。實驗結果的計算為：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 實驗結果

用蒸餾法與色譜法對粗苯作對照實驗，對照結果見表1。

表1 蒸餾法與色譜法試驗結果對比/%

YB/T5023—93中規定粗苯180℃前餾出量的允許誤差為同一化驗室不超過0.8%，不同實驗不超過1.0%。因此，該實驗方法的準確度完全能滿足要求。

4.2 精密度的測定

對兩個不同粗苯樣品進行多次平行測定，重復性較好。該方法的精密度能夠滿足樣品測定的要求。

5 兩種實驗方法原理及優缺點對比

見表2。

表2 蒸餾法與色譜法對比

6 結論

6.1 色譜法的勞動強度小，對環境的污染小，控制精度比蒸餾法高，但對操作人員的技術要求較高，投資也較大。

6.2 色譜法操作簡便，對粗苯的分離效果好，分析時間由1~2 h縮短到15~20 min，能夠滿足生產的需要。色譜法進樣量少，大大減少了粗苯對化驗人員造成的危害。

6.3 用Agilent 7890A測定粗苯餾程重現性好，結果的準確度和精密度較高，能夠取代傳統的蒸餾方法。

（收稿2010－03－20責編崔建華）

[1]庫咸熙.煉焦化學產品回收與加工[M].北京:冶金工業出版社，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，畢業于天津科技大學化學工程與工藝專業，現在天鐵焦化公司技術中心從事化驗工作。