汽油含氧化合物中的叔丁醇和甲縮醛

【摘 要】 隨著煉油工業和石化工業的發展，人們逐漸向汽油中加入含氧添加劑從而提高其性能指標，逐步滿足人們對汽油質量的需求。通過運用汽油中某些醇類和醚類的測定方法（氣相色譜法），本文論述了叔丁醇在色譜柱出峰的時間和甲縮醛的出峰時間重合。

【關鍵詞】 叔丁醇 甲縮醛 氣相色譜法

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2017.11.006

1 前言

隨著人們生活水平的提高，石油化工業越來越貼近人們的日常生活，在汽油中加入醚類、醇類和其他含氧化合物可以提高辛烷值及降低揮發性。與此同時，汽油的質量安全性也是人們日益擔心的問題，質量不好的汽油對車體本身有巨大的影響，使用時間長久之后會導致車體腐蝕，零件受損，而且揮發出物質會污染車內空氣，毒性較大的揮發物會影響人們的身體健康，會使人體慢性中毒，造成呼吸系統和中樞神經系統逐步病變。因此，所加含氧化合物的類型和濃度都有規定，并應加以調整，以便保證達到商品汽油的質量要求。將甲縮醛加入到車用汽油中會易造成汽車線路漏油，還會揮發有害氣體，導致車輛油耗增大，直接影響汽油發動機正常工作，車輛跑不起來的現象時常發生，而加入叔丁醇的汽油對汽車造成的損害要小得多。

2 方法概念

2.1 氣相色譜法

氣相色譜是利用試樣中各組份在氣相和固定液液相間的分配系數不同，當汽化后的試樣被載氣帶入色譜柱中運行時，組份就在其中的兩相間進行反復多次分配，由于固定相對各組份的吸附或溶解能力不同，因此各組份在色譜柱中的運行速度就不同，經過一定的柱長后，便彼此分離，按順序離開色譜柱進入檢測器，產生的離子流信號經放大后，在記錄器上描繪出各組分的色譜峰。

氣相色譜儀中的流動相為氣體，稱為載氣，由高壓氣體鋼瓶供給。高壓氣體經減壓閥降壓后，由氣體調節到所需壓力，通過凈化干燥管凈化后，再由針型閥和流量計調節保持穩定流量，通過測量載氣中某組分通過檢測器時的質量變化，即檢測信號值與單位時間內通過檢測器的組分質量成正比，由放大器和記錄系統即工作站對數據進行分析，最終得出樣品中每個組分的含量。

2.2 氣相色譜儀的組成部分

載氣系統包括氣源，氣體凈化，氣體流速控制和測量；進樣系統包括進樣器，汽化室（將液體樣品瞬間汽化為蒸氣）；色譜柱和柱溫就是恒溫控制裝置（將多組分樣品分離為單個）；檢測系統包括檢測器，控溫裝置；記錄系統包括放大器，記錄儀或數據處理裝置，工作站。

2.3 氣相色譜定性和定量分析

利用保留值定性，即通過與標準純物質對照的方法進行定性分析，用標準物對照法定性，選與未知物性質接近的純物質，在固定相、檢測器及操作條件相同的情況下，查看物質出峰的保留值（保留時間）。內標法是稱取一定重量的某純物質作為內標物，加入到已知重量的樣品中，混合均勻后進樣分析。根據樣品及內標物的重量和峰面積，可求出待測組分的含量。

3 實驗部分

3.1 實驗儀器與試劑

6890氣相色譜儀及其色譜工作站、氣體凈化器、空氣壓縮機、高純氮氣、高純氫氣、10μL微量進樣器一支、普通直餾汽油、甲縮醛（分子式：C3H8O2）、叔丁醇（分子式：C4H10O）

3.2 實驗條件

實驗采用程序升溫，柱箱第一階段45℃，運行13min，第二階段以50.0℃/min升溫到100℃，保持運行5min，在升溫到120℃，保持2min，輔助加熱器設定值45℃；色譜柱模式采用恒定壓力模式，大氣壓力為2.56psi，流量3.6ml/min，色譜柱最高使用溫度為300℃，毛細柱30.0m×530μm×2.65μm，進樣口采用分流模式，用氮氣做載氣，進樣口加熱器為200℃，壓力2.56psi，總流量42.4ml/min，分流比為10：1，分流流量35.9ml/min；本實驗用閥進行切換，閥在1.2min打開，13.0min關閉；檢測器加熱器的溫度設定為250℃，點火確認值2.0，氫氣流量40ml/min，空氣流量400ml/min，尾吹氮氣流量10ml/min。

關機程序柱箱目標溫度30℃，色譜柱壓力0.66psi，流量0.9ml/min，毛細管柱進樣口溫度20℃，柱壓力0.66psi，總流量4.9ml/min，火焰離子化檢測器目標溫度15℃，空氣流量45ml/min，尾吹氮氣流量10ml/min，輔助加熱器設定值30℃。

3.3 實驗步驟

打開高純氮氣和高純氫氣開關閥及空氣壓縮機閥，然后檢查是否漏氣，保證氣密性良好。打開穩壓電源，依次打開氣相色譜儀、色譜工作站等開關，選擇在線連接中實驗升溫程序（實驗色譜條件），等溫度到達后，進行點火。取10mL普通汽油于具塞試管中，加入定量的內標物，在依次分別各加入倆滴甲縮醛和叔丁醇，將液體樣品準確吸入2μL微量注射器中，推至1μL刻度線，用紙巾擦針頭，然后向后拉注射器芯，吸入0.5μL的空氣，把注射器的針頭刺穿進樣器的硅橡膠墊內，迅速注入樣品，拔出，同時快速按下氣相色譜的采集數據鍵，當實驗程序結束后，此時譜圖保存在數據分析模塊中，截出譜圖處理，實驗結束后，打開關機程序，關閉氫氣和空氣，當進樣口，柱溫和檢測器溫度降到一定溫度下，關閉色譜工作站，色譜儀器開關，空氣壓縮機，最后關閉載氣。

4 結果與討論

使用氣相色譜法對試管中汽油進行分析得譜圖0828000164.D（圖1），在此試管中加幾滴甲縮醛得分析譜圖0828000165.D（圖2），在此試管中再加幾滴叔丁醇得分析譜圖0828000166.D（圖3）。

比較譜圖1和譜圖2，譜圖2中沒出現比譜圖1中更多峰，但同時5.06min峰的峰面積變大，即說明甲縮醛在此色譜試驗條件下為第一個出峰時間，通過計算后得知，譜圖1中5.06min峰的組分峰面積為2896（pA[?]S），譜圖2中5.06min峰的組分峰面積為3750（pA[?]S）；再比較譜圖2和譜圖3，譜圖3中沒出現比譜圖2中更多峰，但同時5.06min峰的峰面積變得更大，即說明叔丁醇在此色譜試驗條件下為第一個出峰時間，通過計算后得知，譜圖3中5.06min峰的組分峰面積為5416（pA[?]S）；由此可推出，甲縮醛和叔丁醇在此氣相色譜柱條件下，兩組分5.06min出峰的時間重合，甲縮醛和叔丁醇在此色譜柱及色譜條件下出峰時間吻合，在汽油中某些醇類和醚類的測定方法（氣相色譜法）中，不能將甲縮醛和叔丁醇分離開，則不能分別確定每個物質的含量，只是兩物質的總共含量。

注：比較每個譜圖中第一個色譜峰，保留時間5.06min左右。

作者簡介

呂瑩，工程師，學士學位，畢業于遼寧石油化工大學應化系，就職于撫順市產品質量監督檢驗所石化檢驗中心化驗員。

勘 誤

本刊2017年第10期（總第345期）第78頁《不同產地琥珀紅外光譜特征峰的研究》一文中的“圖4 波羅的海琥珀紅外光譜譜圖”應為：

特此更正。