采用脈沖火焰光度檢測器進行丙烯中含硫化合物的氣相色譜分析

Helena JACOBSE

硫化氫(H2S)、硫化羰(COS)、甲硫醇(CH3SH)是輕碳氫化合物氣體中較常見的組分，它們所具有的毒性和腐蝕性會對管路和儀器設(shè)備造成損害。生產(chǎn)某些反應(yīng)中間體及最終產(chǎn)物時釋放的揮發(fā)性含硫化合物有著難聞的氣味，會產(chǎn)生嚴重的經(jīng)濟和環(huán)境影響。此外，含硫化合物會影響工業(yè)流程的效應(yīng)，其干擾化學反應(yīng)，使催化劑中毒而失活，最終降低產(chǎn)率。

這些含硫化合物必須在低ppb級水平進行定量分析[1,2]。采用硫特異性檢測器如脈沖火焰光度檢測器(PFPD)可達到此要求，但需要較大的樣品體積以達到低的ppb級檢出限。對于大部分硫特異性檢測器，這將引起基質(zhì)過載和抑制效應(yīng)(由于背景干擾導致信號強度和靈敏度降低)，從而限制了該檢測器的靈敏度和線性關(guān)系，并使檢出限提高。現(xiàn)在Agilent公司發(fā)展了采用新型固定相的Agilent J&W低硫選擇性多孔層開管色譜柱(PLOT)對C3輕碳氫化合物基質(zhì)中的硫化物組分如H2S，COS和CH3SH進行分析。這種分離柱有較高的負載能力及獨特的選擇性，可使硫化物組分和基質(zhì)組分達到基線分離。

1 實驗條件

本實驗條件如下。GC-PFPD色譜柱：Agilent J&W低硫選擇性色譜柱，60 m × 0.32 mm(p/n CP8575)；恒溫箱：65 ℃等溫線；載氣：氦氣，恒定流速2.0 mL/min；進樣溫度：200 ℃；分流比：1:20；檢測器：PFPD，200 ℃；樣品：丙烯基質(zhì)中含H2S，COS和CH3SH約500 ppb；進樣體積：1 mL；進樣器：氣體采樣閥。

2 結(jié)果與討論

這種固定相對不同C3碳氫化合物基質(zhì)中的H2S，COS與低含量的CH3SH皆有較好的選擇性。因此，可避免含硫化合物與具有抑制效應(yīng)的基質(zhì)的共洗脫。

本系統(tǒng)采用氣體采樣閥，其參數(shù)設(shè)置見表1；檢測器參數(shù)設(shè)置見表2。

丙烯基質(zhì)中硫化物組分H2S，COS和CH3SH的分離色譜圖如圖1所示。由于丙烯樣品上樣量大導致柱過載，致使甲硫醇出現(xiàn)峰展寬。丙烯基質(zhì)的洗脫時間在COS和甲硫醇之間。

3 結(jié)論

在氣相色譜分析中采用Agilent J&W低硫選擇性色譜柱及硫特異性檢測器如PFPD檢測器，可將含硫化合物從基質(zhì)中高效地分離出來，因而對丙烯基質(zhì)中的痕量H2S，COS與CH3SH進行檢測。將含硫化合物從基質(zhì)中分離出來再檢測，可避免基質(zhì)引起的抑制效應(yīng)并提高含硫化合物的響應(yīng)。該色譜柱為活性含硫化合物如H2S提供較好的響應(yīng)，使含量低至20 ppb的檢測成為可能。盡管這是一種多孔層開管柱，但它不會出現(xiàn)顆粒物質(zhì)脫落現(xiàn)象，色譜圖無銳峰。因此，與閥結(jié)合使用是安全的。

[1]Wardencki W. Review: Problems with the determination of environmental sulphur compounds by gas chromatography. J Chromatogr A, 1998, 793: 1 - 19.

[2]Firor R L, Quimby B D. Comparison of sulfur selective detectors for low-level analysis in gaseous streams. Agilent Technologies publ, 5988-2426EN.