液化氣中二甲醚及甲縮醛填充色譜柱的研制及其應(yīng)用

張彩鳳

（杭州捷島科學(xué)儀器有限公司，浙江　杭州　310030）

分析測(cè)試

液化氣中二甲醚及甲縮醛填充色譜柱的研制及其應(yīng)用

張彩鳳

（杭州捷島科學(xué)儀器有限公司，浙江杭州310030）

考察了色譜柱的規(guī)格、不同填料對(duì)液化氣中二甲醚和甲縮醛組分分離的影響。研制出Porapak N i.d.2 mm×0.5 mm×3 m填充色譜柱用于液化氣中二甲醚、甲縮醛組分的分析。建立了液化氣中二甲醚、甲縮醛色譜柱制備及定性、定量的新方法。試驗(yàn)結(jié)果表明，在選定的色譜條件下，標(biāo)準(zhǔn)氣體的重復(fù)性好，二甲醚和甲縮醛的理論塔板數(shù)（n），分離度（r），拖尾因子（t）的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）分別為1.76%，1.12%；0.91%，1.33%；1.50%，1.21%。各組分的分離度和理論塔板數(shù)都能滿(mǎn)足日常分析工作的要求。

液化氣填充色譜柱；研制和應(yīng)用；柱效

液化氣是在石油煉制過(guò)程中由多種低沸點(diǎn)氣體組成的混合物，沒(méi)有固定的組成。主要成分是丁烯、丙烯、丁烷和丙烷。2013年的3·15晚會(huì)上曝光，有人買(mǎi)了一瓶液化氣其中二甲醚含量高達(dá)61.3%。液化石油氣里竟然有一半以上是二甲醚。為了降低成本，有人往液化氣中添加甲縮醛，長(zhǎng)期使用參雜二甲醚和甲縮醛的液化氣，即損害了液化氣站的經(jīng)濟(jì)利益，同時(shí)對(duì)消費(fèi)者人身財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成隱患。液化氣中烴類(lèi)組分檢測(cè)，是用填充柱氣相色譜法，而色譜柱是檢測(cè)、分析的核心。

色譜柱分為填充色譜柱和毛細(xì)管色譜柱。毛細(xì)管色譜柱雖然在柱效及分析速度方面優(yōu)于填充柱，但填充柱定量分析的準(zhǔn)確度及使用成本優(yōu)于毛細(xì)管色譜柱。從發(fā)展上看，雖然毛細(xì)柱有逐步取代填充柱的趨勢(shì)，但是現(xiàn)階段在某些領(lǐng)域（例如：氣體分析、微量水分析等），填充柱在日常分析中仍是一種有價(jià)值的分析分離方法。

SHT 0230-1992及GB10410-2011標(biāo)準(zhǔn)中的色譜柱，只針對(duì)液化氣中烴類(lèi)物質(zhì)的分析，未涉及到液化氣中的二甲醚、甲縮醛的分析，市面上也有分析液化氣中二甲醚的色譜柱，但是分析時(shí)間較長(zhǎng)。本文從色譜柱規(guī)格、填料種類(lèi)等方面考察了色譜柱的柱效，縮短了二甲醚的保留時(shí)間，同時(shí)也可以對(duì)液化氣中的甲縮醛進(jìn)行分析。確保了產(chǎn)品在正常使用條件下具有更佳的穩(wěn)定性和使用壽命。

1　設(shè)備與試劑

1.1儀器

GC1690氣相色譜儀（杭州捷島科學(xué)儀器有限公司）；FA1004電子天平（上海儀電）；2XZ-2真空泵（黃巖匯豐真空泵廠）；玻璃器皿。

1.2試劑

二甲醚標(biāo)氣（上海偉創(chuàng)氣體提供）；

甲縮醛（純度＞99.0%，上海晶誠(chéng)試劑有限公司）

1.3試驗(yàn)材料

不銹鋼空柱 國(guó)產(chǎn)（i.d.2 mm×0.5 mm×3 m；i.d. 2 mm×0.5 mm×4 m）；

填料Porapak Q、N、T（美國(guó)Waters公司）；

2　試驗(yàn)方法

2.1色譜柱的制備

2.1.1裝填前的準(zhǔn)備工作

（1）管柱清洗

分別使用濃度為10%左右的鹽酸和氫氧化鈉水溶清洗不銹鋼空柱，烘干待用；

（2）確定填料的量

根據(jù)管柱規(guī)格及擔(dān)體的堆積密度，利用公式，計(jì)算出填料的使用量，考慮實(shí)際消耗量，按1.5-2.0的量準(zhǔn)備。因是氣固色譜，無(wú)需涂布固定液，填料可直接裝填。

2.1.2色譜柱的裝填及老化

①使用真空泵，輕敲將填料均勻地裝填到不銹鋼空柱中，然后接到色譜儀上老化。

②老化方法：將色譜柱的進(jìn)樣端接到色譜儀汽化室，檢測(cè)端放空，程序升溫老化，也可恒溫進(jìn)行。

③老化的目的：

a、固定液在擔(dān)體表面分布更加均勻；

b、清除柱內(nèi)殘留溶劑和低沸點(diǎn)雜質(zhì)。

2.2對(duì)照品及樣品的制備

標(biāo)準(zhǔn)氣體：20 mL二甲醚標(biāo)準(zhǔn)氣體 （上海偉創(chuàng)）中加入10 μL甲縮醛。

樣氣：家用液化氣。

2.3二甲醚、甲縮醛的定性、定量分析

樣氣檢測(cè)色譜條件為：柱箱溫度150℃，進(jìn)樣器溫度200℃，熱導(dǎo)檢測(cè)器溫度200℃，載氣為氫氣，柱流速25 mL/min，橋電流120 mA，進(jìn)樣量0.25 mL。單標(biāo)定性，外標(biāo)法定量。

3　結(jié)果與討論

3.1不同的規(guī)格和填料對(duì)填充柱柱效的影響及定性分析

圖1　（i.d）2 mm×3 m　Porapak N

圖2　（i.d）2 mm×3 m Porapak T

圖3　（i.d）2 mm×3 m Porapak R

圖4　（i.d）2 mm×4 m　Porapak N

峰1、2—空氣+甲烷；峰3—C3；峰4—二甲醚；峰5、6、7—C4；峰8、9—C5；峰10—甲縮醛

圖1：（柱1）規(guī)格 （i.d）2 mm×0.5 mm×3 m，Porapak N（80～100目）的柱測(cè)試圖譜；

圖2：（柱2）規(guī)格（i.d）3 mm×0.5 mm×3 m，Porapak T（80～100目）的柱測(cè)試圖譜；

圖3：（柱3）規(guī)格 （i.d）2 mm×0.5 mm×3 m，Porapak R（80～100目）的柱測(cè)試圖譜；

圖4：（柱4）規(guī)格 （i.d）2 mm×0.5 mm×4 m，Porapak N（80～100目）的柱測(cè)試圖譜；

以上四組圖，反映了各色譜柱的出峰順序和組分名稱(chēng)及保留時(shí)間。

3.2柱效考察

在相同的色譜條件下，分別對(duì)四種色譜柱的柱效進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表1和表2。

表2　柱1柱效參數(shù)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD（n=6）

4　結(jié)論

4.1從表1的柱效數(shù)據(jù)來(lái)看，柱2無(wú)法分離二甲醚，柱3無(wú)法分離甲縮醛，兩支色譜都不能滿(mǎn)足液化氣中二甲醚及甲縮醛的分離要求。柱1和柱4都能滿(mǎn)足分離要求，但綜合考慮二甲醚和甲縮醛兩個(gè)組份的柱效、柱前壓力、材料成本等因素，柱1的柱效更適合日常分析工作。

4.2表2數(shù)據(jù)表明，理論板數(shù)、分離度、拖尾因子的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于2%，柱1完全能夠滿(mǎn)足液化氣中二甲醚及甲縮醛組分的分析要求。

［1］SHT 0230-1992，液化石油氣組分測(cè)定法［S］.

［2］GB 10410-2008，人工煤氣和液化石油氣常量組分氣相色譜分析法［S］.

［3］GB 11174-2011，液化石油氣［S］.

［4］屠潔.色譜柱的填充和老化［J］.糧油檢測(cè)與加工，2006，（2）：51-52.

Development and Application of Chromatographic Column Packed with Dimethyl Ether and Methylal in the Liquefied Petroleum Gas

ZHANG Cai-feng
（Hangzhou Jiedao scientific Instruments Co.，Ltd.，Hangzhou，Zhejiang 310030，China）

Porapak Ni.d.2 mm×0.5 mm×3 m filled chromatographic column was developed for determination of dimethyl ether and methylal content in liquefied petroleum gas，The effect of specification and packing of column on detected composition was inspected and a new method was established for preparation of the column packed with dimethyl ether and methylal in the liquefied petroleum gas and qualitatively as well as quantively analysis.It is also proved to have excellent reproducibility by standard samples，the theoretical plate number（n），separating degree（r），and trailing factor（t）of the relative standard deviation（RSD）are 1.76%，1.12%；0.91%，1.33%；1.50%，1.21%.Separating degree and theoretical plate number of each composition can meet the requirements of daily analysis.

chromatographic column packed with liquefied petroleum gas；development and application；column efficiency

1006-4184（2015）12-0045-03

2015-08-10

張彩鳳（1975-），女，福建邵武人，本科，主要研究方向?yàn)樯V分析。E-mail:172341474@qq.com。