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。