GC-FPD測定粗苯中二硫化碳及噻吩含量

王 永 苗

（國家煤及煤化工產品質量監督檢驗中心，山西 太原 030012）

GC-FPD測定粗苯中二硫化碳及噻吩含量

王 永 苗

（國家煤及煤化工產品質量監督檢驗中心，山西 太原 030012）

建立了氣相色譜法測定粗苯中二硫化碳及噻吩含量的分析方法。將粗苯以甲醇為溶劑稀釋，采用GC-9A島津氣相色譜分離，FPD檢測器檢測，指數法分別對粗苯中的二硫化碳、噻吩進行定性定量分析。該方法分離效果好，測定的結果具有良好的準確度和精密度，整個試樣分析時間不超過6 min。

粗苯；氣相色譜法；二硫化碳；噻吩

隨著我國有機合成業的迅速發展，國內對工業純苯的需求越來越大，而石油資源日益緊缺，這嚴重制約了石油粗苯的產量。因此焦化粗苯作為純苯的另一個來源就顯得越來越重要。同時由于對環境質量要求的提高，世界各國對于焦化苯中硫含量的限制也變的越來越嚴格。

在我國現有的煤焦行業中，產出的焦化苯中硫化合物的含量相對較高，需要經過加氫精制等工藝后才可作為純苯使用。精制凈化過程中最關鍵的是有機硫的脫除［1,2］。

因而準確測定粗苯、精制后的純苯中二硫化碳、噻吩的含量，對選擇更好的加氫脫硫催化劑和工藝條件有著十分重要的意義。

本文采用氣相色譜一火焰光度檢測器(GC—FPD)，以特制的填充柱作為分離柱，建立了焦化苯中硫化物、噻吩的分析方法，以特征二硫化碳、噻吩的保留時間為尺度，計算了焦化苯中二硫化碳的保留指數，為硫化物的定性提供了依據［3-6］，并對二硫化碳、噻吩這兩種硫化物的含量進行了研究，取得了滿意的效果。

1 實驗部分

1.1 儀器配置

島津GC-9A氣相色譜儀；火焰光度檢測器(flame photometric detector, FPD)；華愛N2000色譜工作站；采用特殊處理的GDX403色譜柱[4,5]，柱長3 m，內徑3 mm；Agilent7683系列自動進樣器；載氣為99.99%高純氮氣。

1.2 定量原理

硫的有機化合物在富氫火焰中燃燒時，硫被激發而發射出特征波長的光譜。當硫化物進入火焰，形成激發態的S*2分子，此分子回到基態時發射出特征點藍紫色光；這種特征光的強度與組份的含量均成正比，這是FPD的定量基礎。特征光經濾光片濾光，由光電倍增管進行光電轉化后，產生相應的電流。經放大器放大后記錄下相應的色譜圖[5]。

1.3 色譜條件

色譜條件見表1。

表1 色譜分析條件Table 1 Analysis conditions of gas chromatography

1.4 標樣處理及樣品的配制

1.4.1 樣品處理

以焦化苯樣品為例，因在我國現有的煤焦行業中，產出的焦化苯中硫化合物的含量相對較高[1]，首先對樣品進行總硫含量的分析，然后再稀釋處理。根據總硫含量大致推測二硫化碳、噻吩含量的范圍，用甲醇稀釋相應的倍數，使其測量的數據落在所作的標樣曲線范圍內。

1.4.2 標樣配制

標樣A：用移液槍取5.0μL二硫化碳標準物，用甲醇溶解定容于10 mL容量瓶中，搖勻，作為a校準溶液；再取1 mL的a校準溶液和2.0μL的噻吩用甲醇溶解定容于10 mL容量瓶中，搖勻，作為b校準溶液。

標樣B：取一定量b標樣用甲醇稀釋10倍。

標樣C: 取一定量b標樣用甲醇稀釋50倍。

標樣D: 取一定量b標樣用甲醇稀釋100倍。

1.5 試驗方法

按表1.3色譜條件調整色譜儀，待儀器穩定后，用Agilent7683系列自動進樣器注入校準溶液0.5μ L，平行測定兩次。取峰面積的平均值，用指數法作硫化物含量的標準曲線[4]，再注入0.5μL的樣品溶液，平行測定兩次。通過試樣的峰面積與標準曲線，計算其含量。(典型樣品見圖1所示）。

圖1 典型樣品色譜圖Fig.1 Chromatogram of typical sample

2 結果與討論

2.1 粗苯中硫化物含量的計算

粗苯中的二硫化碳與噻吩質量分數X（mg/kg），按式（1）計算：

式中：

Vi——稀釋后樣品中CS2或C4H4S的體積分數，μL/L；

ρi——20℃時CS2或C4H4S的密度，g/mL；

ρb——20℃時苯的密度，g/mL；

n ——樣品的稀釋的倍數。

2.2 校準曲線

以峰面積響應值的對數為橫坐標，硫化物濃度對數為縱坐標，繪制校準曲線見圖2-3。整個色譜系統操作正常，且線性關系良好。

圖2 二硫化碳工作曲線Fig.2 The carbon disulfide working curve

圖3 噻吩工作曲線Fig.3 The thiophene working curve

2.3 加標回收實驗

為了對方法的準確性進行確定，在優化的色譜條件下對純苯中噻吩進行加標回收率實驗。噻吩要用移液槍稀釋到一定的倍數，再加入純苯樣品中，計算好加入的量。然后根據譜圖數據所得結果計算其回收率，方法準確度為96.52%～102.35%。

2.4 精密度試驗

將稀釋25倍和50倍粗苯樣品重復測定6次，考察該色譜測定方法的精密度。取置信度95%，進行數據分析及取舍，結果如表2所示。

3 結 論

采用氣相色譜法測定粗苯中二硫化碳、噻吩含量，整個試樣分析時間不超過6 min，測定方法簡單、快速，方法準確度、精密度均達到國家[7]規定的標準，是一種能較理想測定粗苯中二硫化碳、噻吩的有效方法。

表2 精密度試驗數據Table 2 Test data of precision (n=6)

［1］田恒.焦化粗苯加氫脫硫研究[D].武漢理工大學碩士學位論文, 2004．

［2］姚占強,任小坤,等.焦爐煤氣綜合利用技術新發展[J]. 中國煤炭, 2009, 35(3)：71-75．

［3］丁雅平. GC-FPD測定天然氣中的硫化物[J].氣體凈化, 2012,12(2)：3-6．

［4］王華蘭. 氣相色譜法測定苯中噻吩含量[J]. 燃料與化工, 2009 ,40(1):52-53.

［5］馬秀東 鄒洪娜 白淑梅. 苯中噻吩含量的色譜測定方法[J]. 山西化工, 2010(3): 43-45.

［6］李志平,馬偉棉.氣相色譜法測定苯中噻吩含量[J]. 河北化工, 2006, 29(4):48-49．

［7］GB/T 14326-2009苯中二硫化碳含量的測定方法[S]. 中國標準出版社,2010．

Determination of Carbon disulfide and Thiophene Content in Crude benzene by GC-FPD Gas Chromatography

WANG Yong-miao

(National Center of Supervision and Inspection for Coal and Coal Chemical Product Quality,Shanxi Taiyuan 030012, China)

A chromatography method for determination of carbon disulfide and thiofuran content in the crude benzene was established. The method used methanol as the solvent, and crude benzene was separated by GC-9A gas chromatography, and was determined by FPD detector and qualitative and quantitative analysis of the carbon disulfide and thiofuran was carried out by the index method. The results show that, the method has good separating effect, accuracy and precision, the whole analysis process only needs less than 6 min.

Crude benzene; Gas chromatography; Carbon disulfide; Thiofuran

TQ 052

： A

： 1671-0460（2015）02-0438-03

2014-09-14

王永苗(1980-)，女，山西太原人，工程師，碩士學位，2007年畢業于太原理工大學應用化學專業，主要從事石油產品及煤化工產品質量檢驗， Email：wangxiaomiao917@163.com。