氣相色譜法測定煤氣中的粗苯含量

　　粗苯是焦化企業(yè)的主要化產(chǎn)品之一，粗苯的回收率直接影響企業(yè)的效益。洗苯塔后煤氣含苯族烴的多少是決定粗苯回收率的主要因素，一般焦化企業(yè)都將塔后煤氣中苯族烴含量控制在3～5g/m3，這一指標對大型焦化廠(chǎng)的粗苯回收是經(jīng)濟合理的。因此測定塔后煤氣粗苯含量很必要。測定煤氣中的粗苯含量一般用活性炭吸附法，此法從取樣到蒸餾要2h以上，并且從吸收管的吸收率測定到吸收管補正值測定以及吸收管氣密性的檢查等都要做大量的工作，給測定帶來(lái)了一定的難度，費時(shí)費力。為此探討用氣相色譜測定煤氣中的粗苯。

　　2實(shí)驗部分

　　2.1實(shí)驗儀器及試劑

　　氣相色譜儀;1μL、10μL及100mL注射器;ES301色譜柱;純度99.99%的氫氣，純度99.995%的氮氣，干燥無(wú)油的壓縮空氣;10mL及50mL容量瓶。十二烷(二硫化碳，分析純);苯(要求純苯含量不低于99.8%)。

　　2.2實(shí)驗方法

　　2.2.1色譜條件

　　FID檢測器載氣為氮氣，30mL/min;柱溫80℃�？諝�300mL/min;汽化室溫度160℃;氫氣30mL/min;檢測室溫度160℃。升溫程序：初始溫度80℃，初溫保持時(shí)間5min，升溫速率20℃/min;

　　終溫140℃，終溫保持時(shí)間6min;基線(xiàn)BAS2。

　　2.2.2外標樣的配制

　　1)用100mL注射器先取20～30mL不含苯的空氣，將橡皮塞塞住注射器出口;再用10μL注射

　　器取4μL純苯注入100mL注射器內，待苯全部揮發(fā)后，拔去橡皮塞用空氣稀釋到100mL，再用橡皮

　　塞住針頭，借助注射器內配置的小片薄鐵片使之混合。該樣品苯的質(zhì)量濃度為35.2g/m3。

　　2)準確稱(chēng)取一定量的純苯于容量瓶中，用十二烷(也可用二硫化碳)稀釋到刻度，搖均保存。要求配制的外標樣中的苯含量盡量和樣品中的苯含量接近，一般粗苯中純苯含量在55%～75%之間。

　　外標樣苯的質(zhì)量分數計算式為：w=V1/V2×100，

　　式中：w為外標樣的質(zhì)量分數(%)，V1為純苯的體積(mL)，V2為配制外標樣的總體積(mL)。

　　2.2.3方法的建立

　　第一次進(jìn)樣實(shí)驗，只需修改采樣結束時(shí)間即可進(jìn)樣采集數據，此實(shí)驗時(shí)間可改為15min。調整色譜儀達到儀器條件，待整機穩定后，用注射器準確進(jìn)2.2.2中1)樣1mL，在同一色譜條件下進(jìn)樣“采集

　　數據”，同時(shí)按下“程序升溫”。外標樣的譜圖見(jiàn)圖1。分析結果如下：外標樣樣品保留時(shí)間1.965min，峰高136318.703mV，峰面積1884000.125，苯含量35.2000g/m3。

　　在線(xiàn)色譜工作站中方法的建立：1)選擇“方法”頁(yè)簽中“采樣控制”，輸入采樣時(shí)間15min。其他按

　　需要填寫(xiě)。2)選擇“積分”點(diǎn)擊“面積、外標法”。3)編輯組分表：選擇“組分表”頁(yè)簽，單擊右側的“譜圖”按扭，調出標樣譜圖，單擊“全選”編輯組分表，從外標樣譜圖知有1個(gè)高峰，因為外標樣是用空氣配入苯，因此可確定保留時(shí)間1.965min時(shí)的峰是苯，在此輸入峰名“苯”。4)校正，單擊“組分含量”輸入此標樣苯的濃度35.2g/m3�！爸貜痛螖怠陛斎�3。5)加入標樣，選擇“加入標樣”調出標樣譜圖進(jìn)行校正，重復3次后點(diǎn)擊“校正完畢”保存方法，稱(chēng)方法1。這樣焦爐煤氣中苯含量的方法就建立了。準確抽取2.2.2中2)標樣0.2μL進(jìn)樣，“采集數據”同時(shí)按下“程序升溫”。建立粗苯中苯含量的方法，本方法與方法1不同之處是步驟4)，單擊“組分含量”輸入此標樣苯的質(zhì)量分數w�！爸貜痛螖怠陛斎�3。其他步驟與方法1相同，此方法簡(jiǎn)稱(chēng)為方法2。

　　2.3樣品的測定

　　方法建立后，即可對樣品進(jìn)行測定，以塔前煤氣為例，用多功能氣體軟袋準確進(jìn)1mL樣品，進(jìn)樣“采集數據”，同時(shí)按下“程序升溫”。到離線(xiàn)工作站中打開(kāi)樣品譜圖，加載方法1，預覽，得到樣品譜圖

　　和分析結果見(jiàn)圖2、表1。

　　3分析結果與討論

　　1)粗苯中粗苯和苯的比例系數(K)的確定。為了得出焦爐煤氣中粗苯的含量必須要確定粗苯中粗苯和苯的比例系數(K)。準確抽取0.2μL的合格粗苯，進(jìn)樣，采集數據，同時(shí)按下“程序升溫”。到離

　　線(xiàn)工作站中，打開(kāi)粗苯樣的譜圖，加載方法2，預覽，可以得到粗苯中苯的含量，進(jìn)而確定比例系數K。在實(shí)驗中取合格的粗苯進(jìn)樣，采集數據，得到粗苯中苯的質(zhì)量分數為75%，則K為1.33。

　　2)苯含量換算成粗苯含量。用色譜法測出煤氣中的純苯含量，可將其換算成粗苯含量。試驗測得樣品中苯的質(zhì)量濃度為28.3617g/m3，則煤氣中粗苯的質(zhì)量濃度為37.72g/m(31.33×28.3617)。

　　3)要得到標準狀況下每立方米煤氣中的粗苯含量，還應按氣壓、溫度進(jìn)行換算，換算式如下：

　　式中：Y0為標準狀況下煤氣中粗苯含量，g/m3;Y為煤氣中粗苯含量，g/m3;V0為1m3煤氣換算至標準狀況下的煤氣體積，m3;P為取樣時(shí)的大氣壓力，133.322Pa;b為煤氣與大氣壓力差;W為t℃時(shí)飽和水汽分壓，133.322Pa;t為煤氣平均溫度，℃。用同樣的方法可以測定洗苯塔后煤氣中的粗

　　苯含量。色譜法與冷凍法、活性碳法相比較相對誤差都在5%以?xún)�。利用此方法測定煤氣中粗苯的含量，比例系數K是產(chǎn)生誤差的一個(gè)重要原因，K值隨著(zhù)粗苯中苯、甲苯、二甲苯的相對比例的變化而不斷變化，為求準確應該經(jīng)常用粗苯產(chǎn)品來(lái)校驗K值。所使用的外標樣的濃度越接近樣品的濃度所測定的

　　結果就越準確。重復對樣品進(jìn)行測定，兩次平行誤差不應超過(guò)5%。取煤氣的氣袋必須用多功能氣體軟袋，因為常規的取煤氣用的膠囊對苯有很強的吸附力，嚴重影響測定結果的準確性。

　　4結束語(yǔ)

　　試驗證明，所用的色譜柱不同，儀器所設的條件不同，各組分的峰值也不同，所以每次更換色譜柱或改變色譜條件都要重新做標樣校對。用氣相色譜法直接測定煤氣中粗苯的含量，一般方法建立起來(lái)以后，如果色譜柱的性能良好的話(huà)，2個(gè)月左右校正1次標樣即可。測定1個(gè)樣品，只需15min就可以出結果。為力求準確，一般平行進(jìn)樣2、3次來(lái)確定結果，進(jìn)樣后儀器自動(dòng)分析并顯示出結果。用氣相色譜法測定煤氣中粗苯含量具有樣品用量少、分析速度快、靈敏度高、操作簡(jiǎn)單、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。