輕油的含量測定及與粗苯的比較

呂新哲 高志偉 張文婷 (河北省煤化工工程技術研究中心)

一、前言

輕油為煤焦油蒸餾過程中180℃前的餾出輕質組分，為棕紅色液體，有特殊的臭味，密度不大于0.88g/cm3。由于其檢驗指標中沒有相關組分含量的檢測，本文論述了采用氣相色譜法檢測輕油和粗苯中的苯、甲苯、二甲苯以及乙基苯、苯乙烯、萘的含量測定方法及操作步驟，并對輕油和粗苯中的組成進行了對比分析，為今后我公司輕油并入粗苯及加氫生產過程中的工藝參數控制和調整提供數據參考。

二、測試原理

以高效色譜柱將樣品分離成單個色譜峰，從色譜數據中讀取每個峰的保留時間、色譜峰面積。以程序升溫保留指數作為單體峰的定性指標。首先確認主參考峰，再按照主參考峰確認其他參考峰。在某種情況下，得不出正確的參考峰或參考峰離正確值太大時，說明實驗條件有較大差異，檢查色譜中出現的對絕對面積影響較大一些常見問題（如滲漏、堵柱）；在找不到原因，結果又重復的情況下，考慮重新設立參考峰。

根據內標標準曲線對照正葵烷峰面積計算校正因子測定含量。

根據外標標準曲線計算含量：W=A(W)/(A)

W與A分別代表在供試品溶液進樣體積中所含i組分的重量及相應的峰面積；

(W)與(A)分別代表在對照溶液進樣體積中所含i組分的重量及相應的峰面積。

三、實驗部分

1、儀器和試劑

采用安捷倫7890A氣相色譜儀，在室溫下能恒溫在35℃；二階程序升溫，峰保留時間的重復性優于0.3min；FID檢測器；毛細管柱分流進樣口；

色譜柱：HP-1毛細管柱60m×0.25mm×0.25μm ，交聯甲基硅油產品號190911S-001；使用HP以外的色譜柱時除柱尺寸、固定液要一致，柱效要達到4500塔/m以上；

分析天平（感量0.1mg）；

WindowsXP以上的PC機，并配以工作站。

2、試劑

正己烷：色譜純（不含苯、甲苯、乙基苯）

苯、甲苯：色譜純

二甲苯、苯乙烯、乙基苯：優級純

正癸烷：優級純

萘：色譜純

氫氣、氮氣、壓縮空氣

3、試驗條件

程序升溫，分流進樣，進樣量1：l。

毛細管分流進樣口溫度250℃。

載氣為氮氣，柱前壓105kPa左右，恒溫操作不要恒流操作。

分流量140ml/min。

積分條件：使用常規的積分條件。總峰數控制在150-250。

4、樣品來源

輕油樣品來自邢臺旭陽煤化工，粗苯樣品分別來自河北旭陽、邢臺旭陽和中煤旭陽。

5、分析方法

由于二甲苯中含有一定量的乙基苯，故分別配制對照溶液。檢測輕油和粗苯中苯、甲苯、二甲苯含量的測定方法采用內標法，乙基苯、苯乙烯、萘的含量測定方法采用外標法。

5.1 苯、甲苯、二甲苯含量的測定

粗苯中苯、甲苯、二甲苯含量的檢驗參見《粗苯中三苯含量的檢驗》。輕油中苯、甲苯、二甲苯的含量測定按照粗苯的檢驗方法檢驗，經對比譜圖，由于二者含量差別明顯，此方法已不適用于檢驗輕油，需重新調整如下：

精密量取20ml正癸烷于50ml容量瓶中，加正己烷稀釋至刻度，搖勻，作為內標溶液。

精密量取2ml內標溶液至清潔干燥的25ml容量瓶中，分別加入約1g苯、1g甲苯、0.8g二甲苯，用增量法稱重，稱準至0.1mg，加正己烷稀釋至刻度，搖勻，作為對照溶液1。

精密量取2ml內標溶液至25ml容量瓶中，加入輕油樣品約3g，精密稱定，加正己烷稀釋至刻度，搖勻，作為供試品溶液1。

分別將對照溶液1和供試品溶液1注入色譜儀，求出各相應組分的校正因子，并計算樣品中苯、甲苯、二甲苯的含量。

5.2 乙基苯、苯乙烯、萘含量的測定

分別加入約1.25g乙基苯、0.3g苯乙烯、0.25g萘至清潔干燥的25ml容量瓶中，用增量法稱重，稱準至0.1mg，加正己烷稀釋至刻度，搖勻，作為對照溶液2。

量取約20ml輕油（或粗苯）于25ml容量瓶中，精密稱定，加正己烷稀釋至刻度，搖勻，作為供試品溶液2。

分別將對照溶液2和供試品溶液2注入色譜儀，根據相應的峰面積計算樣品中乙基苯、苯乙烯、萘的含量。

6、結果與討論

輕油中，三苯含量高達69.3%，最高時可達80%以上。另外做餾程分析可知，150℃前餾出量一般在90%以上，表明焦化輕油在加工粗苯過程中不含初餾分。在輕油配入粗苯生產三苯操作中應嚴格控制輕油初餾點與干點。輕油配入量一定不能過大，必須根據質量的變化調整進料口位置或增加回流量。

四、結論

輕油組成成份與粗苯相近，除苯和萘的含量較粗苯略低外，其它組份如甲苯、二甲苯、乙基苯等的含量都較粗苯中的高，并且其重組份含量較少，經適當配比完全可以并入粗苯中使用，在三苯回收率基本不降低的前提下，甲苯產量可大幅提高。富油含苯2～2.5%，貧油含苯0.2～0.4%。富油脫苯合適的方法是采用水蒸氣蒸餾法。輕油測定中不飽和化合物和茚含量對三苯質量有一定影響，在取樣分析中可定期外檢，以作為洗滌和各塔操作工藝的數據參考。

[1]焦化甲苯中烴類雜質的氣相色譜測定方法GB8038-87.