煤氣中粗苯含量的測定方法

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點擊量: 207478 來源: 滕州中科譜分析儀器有限公司
煤氣中粗苯含量的測定方法
 氣相色譜法具有高效能、高選擇性、高靈敏度、分析速度快、樣品用量小、定量精度高等優(yōu)點,氣相色譜目前已經廣泛應用于焦化廠各種雜質含量的分析。粗苯是多種有機化合物的混合物,其主要組分為苯、甲苯、二甲苯及**苯,此外尚含有少量雜質,如酚類、吡啶堿類、硫化物及一些不飽和化合物,其中含量*高的為苯和甲苯,約占80%~90%。苯系物有毒,特別是其中的低沸點物質,毒性更大。在焦化生產中,對苯系物的分析具有重要的意義。焦化行業(yè)苯系物的分析一直沿用活性炭吸附法,該方法測定時間長,毒性大,不能得到苯系物的定量結果,無法滿足現(xiàn)代生產的要求。我們利用滕州中科譜GC2010型氣相色譜儀,采用氫火焰離子檢測器,對塔前、塔后煤氣含苯進行分析,通過實驗選擇一定的分析條件,使煤氣中苯、甲苯能與其他組分良好分離,用保留時間定性,用外標法乘以一校正系數K 定量(K 由苯和甲苯含量之和在粗苯中所占比例得到)。試驗表明,本方法操作簡便、結果準確,整個分析時間縮短到10 min,對于快速分析煤氣中粗苯有良好的效果。

1 試驗原理
本方法使用氫火焰離子檢測器色譜儀,以阿皮松為固定液,6201 載體,煤氣用氣體采樣袋收集,并借六通閥注入儀器中,經色譜柱分離后,組分逐一進入氫火焰離子檢測器,在色譜工作站上得到色譜圖,根據外標法單點校正定量。
2 儀器及操作條件
色譜儀:滕州中科譜GC2010 型氣相色譜儀;
色譜柱:20%阿皮松L∶6201 載體為20∶100,6201 載體粒度為60 目~80 目;
老化溫度:200 ℃,tmax:270 ℃;
檢測器:FID;
柱長:2 m;
柱徑:3 mm;
載氣流速(N2):30 mL/min;
氫氣流速:30 mL/min;
空氣流速:300 mL/min;
注樣器溫度(INJ):200 ℃;
柱溫(COL):150 ℃;
檢測器溫度(DET):200 ℃;
衰減:8;
量程:10;
六通閥定量管:1 mL;
分析純: 苯、甲苯;
注射器:100 mL,10 μL,1 μL 各1 個。
3 色譜柱的老化
把色譜柱接入載氣氣路系統(tǒng)(為**起見,一般采用氮氣作為載氣),色譜柱的一端接在注樣室上,另一端放空(不要接在檢測器上,防止沾污),用與操作時相近的載氣流速,設定柱溫200 ℃(一般略高于使用溫度20 ℃~50 ℃,但要低于固定液的*高使用溫度極限,本法采用200℃),通載氣4 h~ 8 h?;纠匣煤?,再接上檢測器檢查。當色譜圖基線平直以后,老化過程才算結束。千萬注意,上述老化色譜柱的接法,不適用于以氫氣作載氣老化,氫氣在色譜室中易發(fā)生爆炸。
4 待測樣品的采集
煤氣正壓時取樣方法:先打開取樣管口將管內殘留氣排盡后,再將采樣袋管頭內存空氣擠掉。然后將取樣頭與取樣管連接,打開彈簧夾,待采樣袋充滿煤氣后關上彈簧夾,取下采樣袋,關上取樣口。這里要注意以下兩點:其一,煤氣采用鋁箔氣體采樣袋采樣,首先在取樣時要放散幾分鐘,排除死角氣,然后再采集,用煤氣清洗3~4 次,然
后方可成為待測樣品,采樣后立即用止水夾把采樣袋口膠管封死,保證不漏氣,然后帶回實驗室進行分析。其二,脫苯塔前、塔后的取樣袋應固定,避免不必要的干擾,保證試樣的準確性。
5 外標樣的制作及濃度的確定
5.1 制作過程
分別用10 μL 注射器吸取分析純苯2 μL,1 μL 注射器吸取分析純甲苯1 μL 注入100 mL 的注射器中,加空氣稀釋至100 mL,并使苯、甲苯氣化后,充分混勻,得標氣。
5.2 濃度的確定
利用分析純苯、甲苯的比重以及加入體積,分別計算出標準氣體中苯、甲苯的含量,單位換算為g/m3 即可。
5.3 配制過程注意事項
(1) 制作標氣的注射器出口端膠管應盡量短,保證標氣量接近100mL,并且要經常更換乳膠管,以免漏氣造成結果不準。
(2)100 mL 注射器中事先一定放一薄鋁片,有利于把氣體充分混合
均勻。
(3)稀釋標氣時,所用空氣應不含苯。但人們往往不太注意,直接取操作室內空氣,由于注射器的不斷置換可能污染空氣。因此,不要在室內取氣,可在室外抽取清潔的空氣稀釋。
(4)稀釋標準氣的過程應為:先抽取一定量的清潔空氣于注射器內,然后再分別注入2 μL 的苯和1 μL 甲苯,(注意苯、甲苯*好注射到注射器內的鋁箔片上),放在溫度較高的地點,使苯、甲苯完全氣化,*后用清潔空氣稀釋至刻度,搖勻作為標氣。
6 試驗操作步驟
6.1 進標準樣品
將儀器穩(wěn)定在前述色譜操作條件下,用六通閥進配制的標準樣品氣,在色譜工作站上得到標準譜圖,用已計算出的標準樣品中苯和甲苯的含量(g/m3)計算校正因子,重復以上過程3 次,取平均校正因子,然后制作單點校正模板。
6.2 進待測樣品
用六通閥進已采好的待測煤氣樣品(六通閥前*好安裝一截玻璃管,里面放少許脫脂棉,以防煤氣水分大造成色譜柱的污染),得到樣品譜圖,用上述模板,使用外標法計算苯和甲苯的含量(g/m3)。
在上述色譜條件下,得到的煤氣中苯的色譜圖見圖1、圖2、圖3。由圖1、圖2、圖3 可知,在選定的色譜條件下,煤氣中的苯和甲苯能與煤氣中其他組分完全分離,并且峰行尖銳,保留時間合理。
7 結果計算
因煤氣中粗苯的主要組分是苯和甲苯,其他組分含量較低,因此可以先用色譜法測定煤氣中苯和甲苯的含量之和,再乘以一校正系數K 換算成煤氣中粗苯的含量。煤氣中粗苯含量=煤氣中苯含量+煤氣中甲苯含量K(g/m3)式中,K 為經驗系數,是苯、甲苯占粗苯的比例,應根據焦化工藝及氣溫變化而進行調整。
8 方法準確度與精密度的測定
8.1 準確度
分別采取塔前、塔后不同時間的煤氣樣品各2 種,將本法與活性炭吸附法進行對比實驗,結果見表1。由表1 可知,本方法的準確性能夠滿足焦化廠煤氣回收系統(tǒng)苯含量8.2 精密度用2 個氣體取樣袋分別從塔前、塔后煤氣管取煤氣樣帶回實驗室,放置幾分鐘后,按照上述的進樣方法,分別進樣5 次,在與試驗相同的色譜條件下測定煤氣中粗苯的含量,其測定結果見表2。由表2 可知,其精密度能滿足生產控制分析的要求。
9 結語
利用氣相色譜測定煤氣中粗苯含量的測定方法,使檢驗成本大大降低,提高了檢測的準確性和可靠性,縮短了檢測時間,提高了焦化粗苯回收率。本方法主要有以下特點:一是縮短了分析周期;二是提高了分析準確度;三是用六通閥封閉取樣,基本消除了苯及其同系物對環(huán)境的污染,同時操作過程環(huán)境毒性小,改善了工作環(huán)境;四是取樣量小,操作簡便,易于掌握;五是測定結果重現(xiàn)性好,結果的準確度和精密度均能滿足生產控制的需要。