醇基液體燃料中醇含量檢測方法探討

智建寧

（山西省能源產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，山西 太原 030012）

引 言

為解決能源和環(huán)境問題，世界各國對替代燃料的研究蓬勃發(fā)展。醇基液體燃料因其具有安全、實(shí)用、環(huán)保清潔、節(jié)約能源、技術(shù)成熟、資源有保障等優(yōu)越性能，而成為替代柴油鍋爐、中餐灶等燃料的優(yōu)良環(huán)保型燃料［1］。目前，廣泛在機(jī)關(guān)院校、賓館、酒店、農(nóng)戶和居民中推廣使用，具有較好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會效益。

醇基液體燃料主要成分以甲醇為主，有時(shí)加入少量工業(yè)乙醇混配而成，醇含量占70%以上。有些醇基液體燃料中含有適量的水，因?yàn)樗梢蕴岣唛W點(diǎn)溫度，降低著火的危險(xiǎn)性。

國家標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于《醇基液體燃料》中醇含量檢測方法是簡易法［2］，此方法存有嚴(yán)重缺陷，檢出的醇含量是水溶性醇和水之和。文獻(xiàn)報(bào)道的其他相關(guān)分析方法［3-6］也均不適用于水性醇基燃料。而且，這些方法有的采用150m色譜柱，程序升溫，分析時(shí)間長；有的需要采用帶有TCEP微填充柱、WCOT毛細(xì)柱和十通閥系統(tǒng)的多維氣相色譜儀，對儀器配置要求較高，不易在企業(yè)中普及應(yīng)用。

為了規(guī)范行業(yè)市場和企業(yè)生產(chǎn)管理秩序，便于政府監(jiān)督，我們建立了萃取技術(shù)與氣相色譜法相結(jié)合的方法來檢測醇基液體燃料中甲醇、乙醇含量。

本方法采用定量的蒸餾水萃取樣品中的甲醇、乙醇，Porapark T填充柱分離，氫火焰離子化檢測器檢測，外標(biāo)法定量，操作簡便、快速、準(zhǔn)確，便于推廣應(yīng)用。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器配置

Shimadzu，GC-9A型；氫火焰離子化檢測器（FID）；Porapark T玻璃填充柱（1m×3mm）；專用色譜工作站；空氣壓縮機(jī)。

1.2 試劑與材料

無水甲醇，分析純，99.90%；無水乙醇，分析純，99.90%；載氣：高純氮?dú)猓?9.95%以上；燃?xì)猓焊呒儦錃猓?9.99%以上；重油（不含甲醇、乙醇）。

1.3 色譜分析條件（見表1）

表1 色譜分析條件

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

1.4.1 方法原理

樣品用定量的蒸餾水萃取，使甲醇、乙醇完全進(jìn)入水相。靜置分離后，采用Porapark T玻璃色譜柱分離，F(xiàn)ID檢測器檢測，外標(biāo)法定量。

1.4.2 樣品測定

準(zhǔn)確配制甲醇體積分?jǐn)?shù)為70.0%、乙醇體積分?jǐn)?shù)為10.0%的醇基液體燃料，作為校準(zhǔn)樣品。移取校準(zhǔn)樣品4mL，準(zhǔn)確用100.0mL蒸餾水進(jìn)行萃取、分離。用微量進(jìn)樣器取分離后的水相溶液0.5μL進(jìn)樣分析，重復(fù)2次，取峰面積的平均值。未知樣品與校準(zhǔn)樣品測定步驟相同。

1.5 典型樣品色譜圖

取分離后的樣品0.5μL導(dǎo)入色譜儀，按表1所示色譜分析條件進(jìn)行分析，色譜分析圖見圖1。

圖1 典型樣品色譜圖

2 結(jié)果與討論

2.1 保留時(shí)間的確定

將甲醇、乙醇用蒸餾水溶解后，按表1的色譜條件進(jìn)行分析，保留時(shí)間見表2。

表2 甲醇、乙醇的保留時(shí)間 min

2.2 色譜操作系統(tǒng)校正

分別準(zhǔn)確量取4.0mL無水甲醇、4.0mL無水乙醇于100.0mL蒸餾水中，搖勻，作為校準(zhǔn)溶液。用微量注射器分別注入標(biāo)樣0.2、0.4、0.6、0.8、1.0μL，測定甲醇、乙醇的峰面積。以甲醇峰面積為縱坐標(biāo)，進(jìn)樣量為橫坐標(biāo)，繪制甲醇工作曲線，線性相關(guān)系數(shù)為0.999 6；以乙醇峰面積為縱坐標(biāo)，進(jìn)樣量為橫坐標(biāo)，繪制乙醇工作曲線，線性相關(guān)系數(shù)為0.999 7。表明整個(gè)色譜系統(tǒng)操作正常，且線性關(guān)系良好。

2.3 結(jié)果表述

試樣中甲醇體積分?jǐn)?shù)Xm按式（1）計(jì)算。

試樣中乙醇體積分?jǐn)?shù)Xe按式（2）計(jì)算。

試樣中的醇體積分?jǐn)?shù)X按式（3）計(jì)算。

式中：Am為試樣中甲醇的峰面積；Ae為試樣中乙醇的峰面積；As1為標(biāo)樣中甲醇的峰面積；As2為標(biāo)樣中乙醇的峰面積。

2.4 準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)

用無水甲醇、無水乙醇、蒸餾水和重苯（不含甲醇、乙醇）準(zhǔn)確配制甲醇體積分?jǐn)?shù)分別為60.0%、65.0%、70.0%、75.0%，乙醇體積分?jǐn)?shù)分別為20.0%、15.0%、10.0%、5.0%的醇基液體燃料樣品4個(gè)，按表1所示色譜分析條件及上述實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行分析，測定甲醇、乙醇的回收率，結(jié)果如表3所示。

表3 回收率實(shí)驗(yàn)計(jì)算結(jié)果

2.5 精密度實(shí)驗(yàn)

將醇基液體燃料樣品重復(fù)測定8次，考察方法的精密度。取置信度95%，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及取舍，結(jié)果如表4所示。

表4 精密度實(shí)驗(yàn)計(jì)算結(jié)果

3 結(jié)論

本文建立了利用蒸餾水萃取醇基液體燃料中甲醇、乙醇的方法，并結(jié)合氣相色譜法測定其含量。該法簡單易行，準(zhǔn)確度和精密度都較高，適用于醇基水性燃料中甲醇含量的測定，便于推廣應(yīng)用。

［1］ 劉治中，許世海，姚如杰.液體燃料的性質(zhì)及應(yīng)用［M］.北京：中國石化出版社，2000.

［2］ 鄒慰若，楊天宇，趙幼航，等.GB 16663-1996醇基液體燃料［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1997.

［3］ 劉生全，張玉寶，孟令龍，等.GB/T 23510-2009車用燃料甲醇［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

［4］ 蘭志波，楊友文，齊洪元，等.GB/T 23799-2009車用甲醇汽油（M85）［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

［5］ 田棲靜，郭新光，楊國勛，等.GB 18350-2001變性燃料乙醇［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2001.

［6］ 劉丹丹，高廣新，劉生全，等.用乙醇作內(nèi)標(biāo)物氣相色譜法測定甲醇汽油中的甲醇含量［J］.中外醫(yī)療，2007（9）：42-43.