多維氣相色譜法快速分析加氫汽油中苯乙烯含量

陳實春 蔡登定 郭功成

（中國石油獨山子石化公司乙烯廠中心化驗室，獨山子833699）

多維氣相色譜法快速分析加氫汽油中苯乙烯含量

陳實春 蔡登定 郭功成

（中國石油獨山子石化公司乙烯廠中心化驗室，獨山子833699）

采用十通閥的反吹切換功能，將兩根色譜柱和兩個檢測器連接起來，快速分析裂解加氫汽油中苯乙烯含量，采用外標法定量［1］，該方法準確度和精密度均較高，分析快速簡捷。

十通閥 苯乙烯 快速分析 氣相色譜

獨山子石化有加氫汽油產品中苯乙烯含量大約為0.02%，通過苯乙烯含量可以知道二段加氫單烯烴加氫生產飽和烴的量，另外調整工藝快速分析苯乙烯含量，還可以為下游提供很好的參數，對苯乙烯回收項目的應用，能很好的起到工藝指導作用。汽油中苯乙烯的分析傳統方法采用聚乙二醇柱分析苯乙烯含量，該方法一方面是分析時間長，另一方面是不能完全和1－甲基－2－乙基苯不能完全分開，無法滿足日常快速分析要求。本實驗參照分析標準ASTM D5580［2］，利用十通閥的反吹切換等功能，將裂解加氫汽油中的苯乙烯從樣品中切割出來進行快速分析。

1 實驗部分

1.1 儀器設備

氣相色譜儀：型號Agilent6890N；數據處理系統：Agilent6890色譜工作站；色譜柱：極性TCEP前置柱、非極性HP－1色譜柱；另配有FID檢測器、TCD檢測器及十通閥；GC自動進樣器，色譜柱配置見表1。

表1 色譜柱配置

1.2 材料及試劑

色譜標樣：三苯標樣（苯：60.62%；甲苯20.21%；乙苯：8.08%；對二甲苯：2.00%；間二甲苯：5.04%；鄰二甲苯：2.03%；苯乙烯：2.02%）大連大特標氣公司產，載氣：高純氮氣，純度大于99.99%；氫氣：高純氣體，純度大于99.99%，使用前進行脫氧、脫水、脫烴處理，要求烴含量和水含量小于10ml／m3；裂解汽油AP61011。

1.3 分析過程及閥路圖

將一定量樣品注入極性固定液（TCEP）的前置柱中，C9及更輕的非芳烴在前置預柱中洗脫出時被排至大氣，可在后通道用熱導池檢測器檢測出氣體組分含量。在苯乙烯洗提出之前的最后時刻對TCEP柱進行反吹，選擇好反吹切割點進行樣品切割，將所需苯乙烯組分反沖至HP－1柱中分離，前通道FID檢測器進行檢測，閥路圖見圖1所示。利用樣品組分保留時間與標樣中苯乙烯保留值進行對照定性［3］，外標法定量。

圖1 閥氣路圖

2 結果與討論

2.1 操作條件的選擇

柱溫1：60℃保持7.0min，以2℃／min速率升到120℃，保持0.00min；前進樣口溫度：250℃，分流比10∶1，柱前壓17pis，恒壓，初始柱流速7.4mL／min；后進樣口：初始壓力19psi，梯度壓力速率100psi／min，最終壓力25psi，載氣：氮氣；檢測器（前、后）：溫度250℃，氫氣40mL／min，空氣400mL／min，恒定尾吹氣5mL／min；進樣量1.0μL。

2.2 閥事件的的確定

圖2 0.5min閥打開

通過實驗選擇最佳切閥時間點，以便得到良好的分離效率，通過不同時間的切閥動作實現加氫汽油中苯乙烯組分與其他各組分的分離，如圖2中，設置切閥事件為0.5min打開，由圖可見0.5min打開的時候加氫汽油中各組分均被檢測出來，后通道未檢測到任何被預柱分離出來的組分，未起到任何切割作用；繼續改變閥動作事件，圖3選擇在2.0min切閥，此時汽油中部分組成被切割出來在后通道檢測到出峰，但是苯乙烯與其他組分未被完全分開，譜圖中出現有明顯未完全分離峰，此時檢測到苯乙烯峰面積為2.77668＊104；再次改變閥切割時間點，此時選擇切割事件為3.00min開閥得到圖4，明顯可見圖4中在保留時間21.923min被完全分離出一個很獨立的峰，此時峰面積為3.0396＊104；在苯乙烯得以分離的同時，還要考慮是否有苯乙烯跟隨其它組分一起被切割出去，繼續選擇切割時間，選擇3.2min開閥，得到圖5，經過定量計算得到圖5中苯乙烯含量和標準物質給定的含量小了很多，峰面積為1.16869＊104，與圖4中苯乙烯峰面積比較明顯減少，說明在3.2min開閥的時候有部分苯乙烯被切割出去，影響準確度，峰面積記錄見表2。

圖3 2.0min閥打開

圖4 3.0min閥打開

圖5 3.2min閥打開

表2 峰面積記錄表

2.3 測定精密度和準確度［3］的考察

在2.1的操作條件下，選擇3.00min打開閥事件，25min關閥對三苯標樣中苯乙烯進行連續6次測定，并計算其標準偏差考察其精密度（見表3），經計算標準偏差為0.04，實驗結果表明標準偏差和相對誤差都較小，滿足分析要求。另用兩種不同分析方式進行對比驗證，分別采用Innowax分析柱和文中方法進行對比分析，采用樣品一段加氫汽油（AP61011）分析結果比對見表4，結果表明分析準確度高，相對標準偏差較小，測定結果都能吻合。如果樣品中含有其它雜質干擾苯乙烯出峰時，宜考慮多維氣相色譜法快速分析汽油中的苯乙烯含量。

表3 標樣6次平行測定結果（標稱值2.02）

表4 樣品中苯乙烯含量6次測定對比試驗

3 結論

通過多維色譜方法建立，采用預柱切割、分析柱聯用的分離方法，選擇合適閥事件快速分析加氫汽油中苯乙烯含量，能得到獨立的苯乙烯譜圖，分離效果良好，分析精密度和準確度滿足分析要求，且適合樣品組分復雜的分離分析，為乙烯裝置加氫單元生產工藝提供了準確可靠的數據，為下一步生產回收苯乙烯工藝提供很好的指導作用。

［1］朱明華 .儀器分析［M］.3版 .北京：高等教育出版社，2000：48－55.

［2］ASTM D5580.2002

［3］劉珍.化驗員讀本［M］.4版 .北京：化學工業出版社，2008：336－340.

Rapid analysis of styrene content in hydrogenated gasoline by multidimensional gas chromatography.

Chen Shichun，Cai Dengding，Guo Gongcheng
（The Central Lab of Ethylen Complex of Petro China Dushanzi Petrochemical Company，Dushanzi 833699，China）

Two chromatographic columns and two detectors are connected by using the reverse blowing switching function of a 10－way valve.The external standard method is used for the quantitative analysis.The analytic result is accurate and precision.

10－way valve；styrene；rapid analysis；gas chromatography

10.3936／j.issn.1001－232x.2017.01.004

2016－05－12

陳實春，技師，從事石化產品化驗分析工作，E－mail：chenshichun120＠126.com。