氣相色譜法測(cè)定粗苯中苯、甲苯和二甲苯含量

（國(guó)家煤及煤化工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，山西 太原 030012）

氣相色譜法測(cè)定粗苯中苯、甲苯和二甲苯含量

王永苗, 李雁如

（國(guó)家煤及煤化工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，山西 太原 030012）

建立了毛細(xì)管氣相色譜法測(cè)定粗苯中苯、甲苯、二甲苯含量的方法。采用HP- 5毛細(xì)管柱分離，氫火焰離子化檢測(cè)器檢測(cè)，單點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法定量。該方法分析速度快,測(cè)定重現(xiàn)性好，準(zhǔn)確度和精密度高, 三苯各個(gè)組分相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于6%，回收率在96.0%～100.8%間。

粗苯；苯；甲苯；二甲苯；氣相色譜

粗苯是煤在高溫?zé)捊惯^(guò)程中回收的主要化工產(chǎn)品之一，是現(xiàn)代煤化工煤-焦-化-產(chǎn)業(yè)鏈中的主要產(chǎn)品。粗苯中含有多種有機(jī)化工原料，經(jīng)加氫處理后可作為動(dòng)力苯，也可蒸餾分離出苯、甲苯、二甲苯等重要的基本有機(jī)化工原料[1]。根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的產(chǎn)業(yè)政策，國(guó)家鼓勵(lì)粗苯加氫精制工藝生產(chǎn)焦化苯、甲苯和二甲苯[2]（簡(jiǎn)稱為三苯）。因此三苯含量成為粗苯的一個(gè)重要的質(zhì)量指標(biāo)。經(jīng)查閱資料[1-6]，三苯測(cè)定的方法目前尚無(wú)現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，大部分企業(yè)使用氣相色譜面積歸一法，該方法定量準(zhǔn)確性較差。若采用修正歸一法，粗苯組分比較復(fù)雜，修正系數(shù)較難獲得；若采用內(nèi)標(biāo)法，內(nèi)標(biāo)物的選擇也是一大難題。因此建立一種能快速準(zhǔn)確地測(cè)定粗苯中三苯含量的方法對(duì)焦化產(chǎn)品的深加工及提高其資源綜合利用率具有重要意義。

本文建立了毛細(xì)管柱氣相色譜法測(cè)定粗苯中三苯含量的分析方法。該方法模擬粗苯樣品組分，準(zhǔn)確配制已知含量的三苯混合液作為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照樣，采用單點(diǎn)對(duì)照法定量，取得成功。該方法快速、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便，便于推廣應(yīng)用。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Agilent6890氣相色譜儀；Chemstation工作站；Agilent7683系列自動(dòng)進(jìn)樣器；Agilent6890GC氫火焰離子化檢測(cè)器（FID）；HP-5熔融石英毛細(xì)管色譜柱（30 m×0.32 mm×0.25 μm，固定液：5% 苯基 / 95%甲基硅氧烷）。

苯、甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對(duì)二甲苯均為色譜純；丙酮為分析純。

1.2 色譜條件

色譜柱為HP-5石英毛細(xì)管柱（30 m×0.32 mm×0.25μm），載氣為高純氮?dú)狻ＩV條件見(jiàn)表1。

表1 色譜分析條件Table 1 Analysis conditions of gas chromatography

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 方法原理

粗苯中苯含量約65%～80%，甲苯含量約10%～16%，二甲苯含量約2%～5%。模擬粗苯樣品，準(zhǔn)確配制已知含量的苯、甲苯和二甲苯混合液作標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照樣，采用單點(diǎn)對(duì)照法定量。把測(cè)得的試樣色譜峰峰面積數(shù)值與混合標(biāo)樣中對(duì)應(yīng)的色譜峰峰面積相比較來(lái)計(jì)算粗苯產(chǎn)品中的苯、甲苯和二甲苯組分的含量。

1.3.2 樣品測(cè)定

在25 mL容量瓶中，準(zhǔn)確稱取色譜純的苯、甲苯、間二甲苯、對(duì)二甲苯和鄰二甲苯分別為7, 2, 0.3, 0.5, 0.2 g（準(zhǔn)確至0.000 2 g）混合搖勻，作為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品A，并計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品中各組分的含量盡量接近粗苯樣品各組分的含量。用丙酮作溶劑，將標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品A準(zhǔn)確稀釋10倍成為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品B。

取出分析樣品，使試樣達(dá)到室溫（室溫15～25℃之間）[7]。將準(zhǔn)備好的樣品，用丙酮作溶劑準(zhǔn)確稀釋10倍。

按表1色譜條件調(diào)整色譜儀，待儀器穩(wěn)定后，用Agilent7683系列自動(dòng)進(jìn)樣器注入標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品B 1.0 μL，平行測(cè)定兩次；再注入1.0 μL的樣品溶液，平行測(cè)定兩次。要求兩次平行測(cè)定峰面積的相對(duì)偏差不能大于1.5%，取兩次測(cè)定的平均值作為標(biāo)樣和試樣的峰面積，計(jì)算其含量。

1.4 典型樣品色譜圖(圖1)

圖1 典型樣品色譜圖Fig.1 Chromatogram of sample

2 結(jié)果與討論

2.1 保留時(shí)間的確定

將色譜純苯、甲苯、間二甲苯、對(duì)二甲苯及鄰二甲苯，用丙酮溶解后，按表1的色譜條件進(jìn)行分析，保留時(shí)間見(jiàn)表2。

2.2 粗苯中苯、甲苯和二甲苯含量的計(jì)算

試樣中各組分含量按下式計(jì)算：

式中：Xi——試樣中組分i含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；

Ei——標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品中組分i的含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；

Ai——試樣中組分i的色譜峰峰面積的數(shù)值；

AE——標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品中組分i的色譜峰峰面積的數(shù)值。

2.3 精密度試驗(yàn)

在同一實(shí)驗(yàn)室，由同一操作者使用相同設(shè)備，按相同的測(cè)試方法，重復(fù)測(cè)定粗苯樣品6次，考察該方法的精密度。取置信度95%，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及取舍，結(jié)果如表3所示。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明, 粗苯中所測(cè)各組分含量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD) 在0.25%～5.90%之間。

2.4 加標(biāo)回收率試驗(yàn)

分別測(cè)出粗苯樣品中苯、甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯及對(duì)二甲苯的含量, 再向樣品中逐次加入不等量色譜純苯、甲苯、鄰甲苯, 再次測(cè)出各個(gè)物質(zhì)的含量, 每個(gè)樣品平行測(cè)定2次,取其平均值計(jì)算回收率, 測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表4。回收率為在96.0%～100. 8%之間。

3 結(jié) 論

本文建立了毛細(xì)管氣相色譜法測(cè)定粗苯中苯、甲苯和二甲苯含量。該方法模擬粗苯樣品組分，準(zhǔn)確配制已知含量的三苯混合液作為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照樣，采用單點(diǎn)對(duì)照法定量，樣品中的三苯組分相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于6%，回收率在96.0%～100.8%間。該方法快速、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便，便于推廣應(yīng)用。

Determination of Benzene, Toluene and Xylene Content in Crude Benzol by Gas Chromatography

WANG Yong-miao, LI Yan-ru
(National Center of Supervision and Inspection for Coal and Coal Chemical Product Quality,Shanxi Taiyuan 030012, China)

A gas chromatography method has been established for determination of benzene, toluene and xylene content in crude benzol. The optimal experiments condition was determined as follows: using HP-5 capillary column as separator, FID as detector and the single point calibration method for quantitative analysis. The results show that the method has good accuracy and precision. The relative standard deviation (n=6) is less than 6% ,and the recovery rate is 96.0%～100.8%.

Crude benzol；Benzene; Toluene; Xylene；Gas chromatography

表2 苯、甲苯及二甲苯的保留特性Table 2 Retention characteristics of benzene, toluene and xylene t/min

表3 精密度試驗(yàn)數(shù)據(jù)Table 3 Test data of precision %

TQ 52

A

： 1671-0460（2014）01-0082-02

2013-05-25

王永苗(1980-)，女，山西太原人，工程師，碩士學(xué)位，2007年畢業(yè)于太原理工大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)，主要從事石油產(chǎn)品及煤化工產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)。E-mail：wangxiaomiao917@163.com。