焦?fàn)t煤氣中低含量的萘

本實(shí)驗(yàn)方法操作簡(jiǎn)便，分析周期由國(guó)標(biāo)的3～4小時(shí)縮短到20～30min，能夠滿足冷軋監(jiān)控分析的需要。

本方法定量下限低，靈敏度高，可準(zhǔn)確測(cè)定出煤氣中2rag／m。的萘，能夠滿足冷軋煤氣技術(shù)指標(biāo)的要求。

本方法采用無(wú)分流分析法測(cè)定煤氣中萘，用注射器直接取煤氣樣，用無(wú)水乙醇作吸收劑，用保留時(shí)間定性，用外標(biāo)法定量。與傳統(tǒng)的法及國(guó)標(biāo)的氣相色譜法相比，靈敏度大大提高(可以準(zhǔn)確測(cè)定出含量低于5mg／m3的萘)，分析周期由3—4小時(shí)縮短到15—20分鐘，具有定量下限低、進(jìn)樣量少、操作簡(jiǎn)便、結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。

儀器和試劑

色譜儀：嘉譜儀器 GC-9890系列

毛細(xì)柱：SE—54 (30m×0.25mm×0．5μm)

檢測(cè)器：FID

數(shù)據(jù)處理：SD-2020色譜工作站

進(jìn)樣器：10μl微量進(jìn)樣針

取樣器：100ml玻璃注射器，9號(hào)注射針頭吸收瓶：5ml

萘：色譜純

無(wú)水乙醇：分析純

分析原理

所謂無(wú)分流分析法就是設(shè)定色譜柱最初溫度為較低溫度(50—60℃)，注入試樣前關(guān)閉分流口，注入樣品汽化后，待試樣大部分導(dǎo)入柱內(nèi)后(1—2min)，打開(kāi)分流口，升高柱溫，將在低溫時(shí)凝聚在柱前端的成分洗脫、分離、檢測(cè)的方法，一般適用于沸點(diǎn)較高的低濃度樣品的分析。但此方法易使化合物熱分解，因而不適合易熱分解化合物的分析。

色譜分析條件

柱溫：60℃(2min) 200℃(5min)

汽化溫度：2OO℃ 檢測(cè)器溫度：200℃

柱人口壓力：140kPa 空氣壓力：50kPa

氫氣壓力：60kPa 分流流量：40.8ml／min

隔墊吹掃：12.2ml／min 尾吹：32ml／min

采樣時(shí)間：1.5min 進(jìn)樣器：10μl

定性方法

在選定的條件下，依次用l0μl的進(jìn)樣針?lè)謩e注人l μl乙醇和5％萘乙醇溶液，其保留時(shí)間分別為2.98min、7.04min，確定在這兩保留時(shí)間處的峰依次對(duì)應(yīng)乙醇、萘。

標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

用微量進(jìn)樣針抽取標(biāo)準(zhǔn)樣品(2、5、l0、20、50mg／m’)lμl注人色譜柱，測(cè)量萘的峰面積，每個(gè)標(biāo)樣分析2次測(cè)量萘的峰面積，取平均值后按外標(biāo)法繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，其回歸系數(shù)r=0．999562，線性關(guān)系良好。

樣品分析

在煤氣取樣口用lOOml注射器抽取煤氣約12Oral，立即塞緊，在室溫下放置5rain，使煤氣溫度與室溫相 同。將注射器內(nèi)體積準(zhǔn)確調(diào)節(jié)至lOOml，然后將針尖浸入預(yù)先裝入了2ml乙醇的吸收管底部，以1O一15ml／min的速度均勻地通過(guò)吸收液。抽取1 μl吸收液注入色譜儀進(jìn)行分析，從工作曲線上查取相應(yīng)的分析結(jié)果，換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的干煤氣中的萘含量。

色譜分析條件的選擇

柱溫的選擇

在實(shí)驗(yàn)中，正確設(shè)置柱箱溫度對(duì)于獲得良好的分析結(jié)果十分關(guān)鍵。根據(jù)無(wú)分流分析法的原理，應(yīng)先設(shè)置較低的初始溫度使溶劑峰流出而其它組分滯留于柱前端，待大部分試樣導(dǎo)人柱內(nèi)后再采用合適的程序升溫使待測(cè)組分萘在分離溫度下出峰與其它組分獲得良好分離，通過(guò)大量的對(duì)比 實(shí)驗(yàn)，當(dāng)程序升溫設(shè)置為：

60℃(2min) 200℃(5min)時(shí)，分離效果好，峰形尖銳，萘保留時(shí)間為7.04min。

氣化、檢測(cè)溫度的選擇

氣化溫度取決于樣品組分的揮發(fā)性、極性、沸點(diǎn)范圍、進(jìn)樣量、熱穩(wěn)定性等因素，在保證樣品不分解的前提下，一般選擇比平均沸點(diǎn)高3O一50℃，適當(dāng)提高汽化溫度對(duì)分離及定量有利。故汽化溫度選擇為200℃。

檢測(cè)器溫度也不能低于柱溫，防止分離后的組分滯留堵塞噴嘴造成污染而FID靈敏度降低，實(shí)驗(yàn)選擇檢測(cè)器溫度為200℃。

載氣壓力和流量的選擇

載氣壓力和流量是色譜實(shí)驗(yàn)分析的一個(gè)重要操作條件，載氣流量過(guò)大則基線不穩(wěn)、噪聲大、峰分離不開(kāi)，太小則FID靈敏 度下降，造成前延峰及分析時(shí)間長(zhǎng)。內(nèi)徑為0.25mm的毛細(xì)管色譜柱的柱前壓為120—170kPa、柱流量為2.0—3.Oml／min，故在 120kPa，140kPa，160kPa下試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)柱前壓力140kPa時(shí)各組分分離較好，且滿足分析時(shí)間短的要求，故選擇柱前壓為140kPa。

氫氣與空氣流量選擇

當(dāng)載氣流量固定時(shí)，氫氣流量增大，響應(yīng)值增大；而空氣除提供助燃外，還能帶走離子室中的水分、二氧化碳達(dá)到清除作用，響應(yīng)值也在一定范圍內(nèi)隨空氣流量而增加。載氣，氫氣與空氣的流量比一般為1：1：10，故選擇氫氣流量為60kPa、空氣流量為600kPa。

吸收劑的選擇

因凈煤氣中萘含量較低，故必須選擇適當(dāng)?shù)娜軇⒚簹庵械妮廖諠饪s，以提高檢測(cè)的靈敏度和準(zhǔn)確度。吸收劑沸點(diǎn)必須與分析樣品中萘的沸點(diǎn)拉開(kāi)差距以保證在色譜上能分離，且對(duì)萘的吸收溶解能力好，所以分別選取了二甲苯，，丙酮，無(wú)水乙醇作對(duì)照實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明丙 酮，吸收萘不，乙醇吸收效果與二甲苯差不多，且乙醇無(wú)毒，故選用乙醇作吸收液。

吸收液體積試驗(yàn)

在同一條件下取4份煤氣樣，分別用lml、2ml、3ml、4ml乙醇吸收lOOml塔前塔后煤氣，比較結(jié)果如表1。從表中可以看出2ml溶劑即可吸收。

吸收速度選擇

在同一條件下取5份試樣以不同的速度鼓泡發(fā)散，分別測(cè)定吸收液中萘的含量，并同時(shí)取樣用法測(cè)定。結(jié)果表明，吸 收速度越快吸收越不，當(dāng)鼓泡速度在l5～25ml／min時(shí)，萘基本上吸收，測(cè)定結(jié)果與活性炭吸附法測(cè)定結(jié)果相同，故實(shí)驗(yàn)中選擇20ml／min 的鼓泡速度。

方法評(píng)價(jià)

檢測(cè)限的測(cè)定

以1μl微量進(jìn)樣器分別取5mg／m3的萘標(biāo)樣0.1μ l、0.2、0．3μ 1l在選定的色譜條件下測(cè)定萘的峰面積，發(fā)現(xiàn)當(dāng)進(jìn)樣量為0.4μ l(即相當(dāng)于2mg/m 3)時(shí)，在7.04min處出現(xiàn)了明顯的萘峰，峰高為821μ v，其理論塔板數(shù)為305079，分離度為2.55。

準(zhǔn)確度的測(cè)定

為測(cè)定本法制準(zhǔn)確性，分別配置多組萘含量不一的標(biāo)樣，依分析條件進(jìn)行測(cè)定，計(jì)算其誤差情況。

標(biāo)樣的配制值與本色譜法的測(cè)定值很接近，其相對(duì)誤差小于5．00％ ，其準(zhǔn)確度能滿足冷軋廠監(jiān)控分析的要求。

精密度的測(cè)定

從同一取樣點(diǎn)取得的煤氣樣品在同一條件進(jìn)行多次平行測(cè)定，其測(cè)定結(jié)果可知，該方法的精密度能滿足樣品測(cè)定的要求。