采用脈沖火焰光度檢測器進行丙烯中含硫化合物的氣相色譜分析

Helena JACOBSE

硫化氫(H2S)、硫化羰(COS)、甲硫醇(CH3SH)是輕碳氫化合物氣體中較常見的組分，它們所具有的毒性和腐蝕性會對管路和儀器設備造成損害。生產某些反應中間體及最終產物時釋放的揮發性含硫化合物有著難聞的氣味，會產生嚴重的經濟和環境影響。此外，含硫化合物會影響工業流程的效應，其干擾化學反應，使催化劑中毒而失活，最終降低產率。

這些含硫化合物必須在低ppb級水平進行定量分析[1,2]。采用硫特異性檢測器如脈沖火焰光度檢測器(PFPD)可達到此要求，但需要較大的樣品體積以達到低的ppb級檢出限。對于大部分硫特異性檢測器，這將引起基質過載和抑制效應(由于背景干擾導致信號強度和靈敏度降低)，從而限制了該檢測器的靈敏度和線性關系，并使檢出限提高。現在Agilent公司發展了采用新型固定相的Agilent J&W低硫選擇性多孔層開管色譜柱(PLOT)對C3輕碳氫化合物基質中的硫化物組分如H2S，COS和CH3SH進行分析。這種分離柱有較高的負載能力及獨特的選擇性，可使硫化物組分和基質組分達到基線分離。

1 實驗條件

本實驗條件如下。GC-PFPD色譜柱：Agilent J&W低硫選擇性色譜柱，60 m × 0.32 mm(p/n CP8575)；恒溫箱：65 ℃等溫線；載氣：氦氣，恒定流速2.0 mL/min；進樣溫度：200 ℃；分流比：1:20；檢測器：PFPD，200 ℃；樣品：丙烯基質中含H2S，COS和CH3SH約500 ppb；進樣體積：1 mL；進樣器：氣體采樣閥。

2 結果與討論

這種固定相對不同C3碳氫化合物基質中的H2S，COS與低含量的CH3SH皆有較好的選擇性。因此，可避免含硫化合物與具有抑制效應的基質的共洗脫。

本系統采用氣體采樣閥，其參數設置見表1；檢測器參數設置見表2。

丙烯基質中硫化物組分H2S，COS和CH3SH的分離色譜圖如圖1所示。由于丙烯樣品上樣量大導致柱過載，致使甲硫醇出現峰展寬。丙烯基質的洗脫時間在COS和甲硫醇之間。

3 結論

在氣相色譜分析中采用Agilent J&W低硫選擇性色譜柱及硫特異性檢測器如PFPD檢測器，可將含硫化合物從基質中高效地分離出來，因而對丙烯基質中的痕量H2S，COS與CH3SH進行檢測。將含硫化合物從基質中分離出來再檢測，可避免基質引起的抑制效應并提高含硫化合物的響應。該色譜柱為活性含硫化合物如H2S提供較好的響應，使含量低至20 ppb的檢測成為可能。盡管這是一種多孔層開管柱，但它不會出現顆粒物質脫落現象，色譜圖無銳峰。因此，與閥結合使用是安全的。

[1]Wardencki W. Review: Problems with the determination of environmental sulphur compounds by gas chromatography. J Chromatogr A, 1998, 793: 1 - 19.

[2]Firor R L, Quimby B D. Comparison of sulfur selective detectors for low-level analysis in gaseous streams. Agilent Technologies publ, 5988-2426EN.