氣相色譜法測定粗苯中噻吩含量

張明明，王旭，王曉楠，吳士擁，高樂

（1.鞍鋼化學科技有限公司，遼寧 鞍山114021；2.鞍鋼集團鋼鐵研究院，遼寧 鞍山114009）

焦化粗苯是苯加氫工藝主要原料之一。焦化粗苯主要含有苯、甲苯、二甲苯等芳香烴，另外還有不飽和化合物、含硫化合物、含氧化合物及氮化合物等雜質。其中，噻吩是粗苯含硫化合物中主要物質，由于苯加氫脫硫轉化率不是很高，噻吩含量高低直接影響苯類產品全硫含量。因此，掌握采購原料粗苯中噻吩含量，調控現場苯加氫生產，降低產品硫含量，才能降低全硫含量，提高產品質量。

苯中噻吩含量測定一直采用GB/T 14327分光光度計法，此方法適用于分析低噻吩含量[1]，范圍為0.1～250 mg/kg，而焦化粗苯中噻吩含量約為0.5%，含量較高，國標方法不適用，因此需建立新方法。國內外利用氣相色譜法檢測硫化物的檢測器有火焰光度檢測器（FPD）、脈沖火焰光度檢測器（PFPF）、硫化學發光檢測器（SCD）和原子發射光譜檢測器（AED）等[2]。本文建立了利用化驗室現有的帶有火焰光度檢測器的氣相色譜儀測定粗苯中高含量噻吩的方法。

1 試驗部分

1.1 儀器

日本島津公司GC 2014氣相色譜儀：分流/不分流進樣器、FPD火焰光度檢測器，島津色譜工作站，PEG-20M毛細管色譜柱。

1.2 試劑及材料

無噻吩苯、色譜純噻吩、優級純酒精，微量注射器（10μL、50μL）、容量瓶、量筒、移液管。

1.3 色譜操作條件

PEG-20M石英毛細管色譜柱（Φ1.0 mm×30 mm×0.53μm），汽化室溫度220℃，載氣為氮氣，流速2.0 mL/min，氫氣流量40 mL/min，空氣流量60 mL/min，進樣量2μL，檢測器溫度250℃，吹掃流量3.0 mL/min。柱溫程序如下：初始溫度75℃，保持2 min，以10℃/min程序升溫至200℃，保持2 min。

2 結果與討論

2.1 標準曲線的制作

使用無噻吩苯和色譜純噻吩分別配制噻吩含量為0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%左右的標樣，用移液管取50 mL酒精，加入50μL標樣進行稀釋，調整色譜儀，每個標樣至少分析三次，取峰面積平均值。標樣噻吩含量和峰面積如表1所示。

通過EXCEL軟件制作粗苯噻吩含量標準曲線，如圖1所示。標準曲線回歸方程為y=-7E-17x2+2E-8x+0.16，相關系數R2=0.997 6，可見y與x顯性相關，回歸方程是可靠的，可以使用。

圖1 粗苯噻吩含量標準曲線Fig.1 Standard Curve for Content of Thiophene in Crude Benzene

2.2 粗苯中噻吩含量的測定

采用與制作標準曲線相同的色譜條件和樣品制備方法進行色譜分析，每次測定時分析兩次，讀取峰面積，通過標準曲線得出相應的噻吩含量，取平均值后得出最終測定的噻吩含量。粗苯噻吩含量色譜圖如圖2所示。由圖2可以看出，測定峰面積為4 602 989μV/s，根據標準曲線得出噻吩含量為0.252%。

圖2 粗苯噻吩含量色譜圖Fig.2 Chromatogram for Content of Thiophene in Crude Benzene

2.3 加標回收率測定

準確稱取43.338 7 g粗苯，加入0.099 g色譜純噻吩標樣,采用與制作標準曲線相同的色譜條件和樣品制備方法，分別在加入噻吩前、后分析樣品，得出粗苯中噻吩含量，測定加標回收率。加標回收數據見表2，加標回收率為112%，稍微偏高，但由于是分析原料中的噻吩，可以接受此回收率。

表2 加標回收數據Table 2 Data of Spiked Recovery

2.4 重復性測定

取同一試樣，在相同條件下重復測定10次，色譜噻吩含量結果如表3所示，計算噻吩含量均值為0.261%。

表3 重復性數據Table 3 Repeatability Data

3 結語

采用配有火焰光度檢測器的氣相色譜儀實現了粗苯中高含量噻吩的測定。通過試驗得出了粗苯噻吩含量標準回歸方程為y=-7E-17x2+2E-8x+0.16，相關系數R2=0.997 6，加標回收率為112%。此分析方法操作簡單，分析快速、時間短，重復性和準確性均較高，能夠滿足苯加氫粗苯原料采購要求。