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气相色谱法测量煤气

【关键词】中国标物中心   中华标准物质网   国家标准物质
内容摘要：气相色谱不仅能够方便的检测出煤气组分和煤气含萘，而且还可以准确的检测出贫富油含苯和煤气含苯，本文主要对煤气含苯的测定方法进行探讨。
　　对煤气含苯量的测定原来采用活性炭吸附法、采用干冷冻法。这两种方法通气量大，测定时间长，不能及时指导生产，且苯系物中低沸点物质的毒性大，对人体有一定伤害。选用气相色谱法测量煤气含苯量，首先选择一定的分析条件，使煤气中苯、甲苯能与其它组分分离良好，煤气通过六通阀直接进气，用保留时间定性，用外标法乘以校正系数K直接定量。经过多次分析表明，该方法操作简便，结果准确，整个分析事件缩短到20min，对于及时指导生产有重要意义。
　　1 试验方法及结果
　　1.1仪器与试剂
　　气相色谱仪，FID检测器，φ4mm×3m的不锈钢填充柱（10%阿皮松L）。数据处理系统是工作站。气源为氮气、氢气、空气发生器。进样装置为六通阀。纯苯纯度不低于99.9%。
　　1.2色谱分析条件
　　柱温：100℃，汽化温度：150℃，检测器温度：150℃，进样量：1ml，空气压力：0.2mpa，氢气压力：0.2mpa，氮气压力：0.3mpa。
　　1.3标样的制备
　　（1）塔后气体标样的制备。取两支100ml注射器，吸入100ml不含苯的空气，顶端用橡胶帽堵死，分别用1ul的微量注射器取纯苯0.25ul，穿过橡胶帽注入两个100ml的注射器中（将纯苯注入到注射器内预先放入的铁片上），然后震荡、摇匀，静置几分钟，使苯完全挥发均匀，然后通过1ml的六通阀注入色谱仪中，两个标样的峰高重复性应小于4%，取平均值H1。该标样的含苯量计算公式如下：
　　C=（V苯×P苯）/V空气=（0.25×10-3×0.88）/（100×10-6）=2.2g/m3
　　（2）塔前气体标样的制备。方法同上，取3ul纯苯溶于100ml空气中，即为塔前气体标样。此标样相当于空气中含苯26.4g/m3。
　　（3）上述是自制标样的方法，也可以购进与塔前、塔后含苯浓度相近的标准气体做参照。图1是塔后标准气体的两个峰值，其峰高重复性为0.2%。
　　1.4样品分析
　　将煤气取样口放散5~10min，以保证正压取样，并用煤气多次冲洗100ml针筒，将其中空气置换干净，然后取100~150ml气体，静置到室温后，在统一条件下分两次注入色谱柱中，两次进样苯峰高重复性应小于4%，否则，试样作废，取峰高平均值H2。图2是塔后煤气的平行样峰高，其重复性为1.98%。
　　1.5结果计算
　　煤气含苯量=H2/H1×C×K    g/m3
　　式中的H2为煤气中的苯峰高；H1为标样苯峰高；C为标样浓度；K为经验系数=100/粗笨中的苯含量。
　　粗笨中的苯含量随焦化工艺的调整及气温变化而不同，可在一定条件下，通过蒸馏过色谱分离检测得出。根据经验，一般粗笨中的苯含量在60%~80%。
　　1.6准确度实验
　　将色谱法与干冷冻法进行对比实验，结果见表1.由表1可知，两种方法的再现性小于4%，表明色谱法的准确度能够满足要求。
　　表1  两种分析方法的结果对比（g/m3）
　　样品名称色谱法冷冻法绝对误差
　　0506塔前27.1927.620.43
　　0509塔前27.2027.440.24
　　0512塔前28.9228.540.38
　　0506塔后3.243.160.08
　　0509塔后3.894.040.15
　　0512塔后4.083.920.16
　　表2  将密度测定结果（g/m3）
　　样品名称1号2号3号4号5号平均值重复性
　　0513塔前27.7028.1227.4427.6628.2127.832.7%
　　0513塔后3.644.023.773.623.153.642.4%
　　1.7精密度测定
　　用10个100ml的注射器分别取塔前、塔后气样各5个，在室温下静置3~5min后，按照上述方法，在相同的实验条件下测定煤气中粗笨的含量。测定结果见表2，其重复性小于3%，由此可见，色谱法的精密度高，能够满足指导生产的需要。
　　2 注意事项
　　（1）气体标样应在测定前配制，且温度应保持在室温下，当室外气温低时，应置于50℃左右的烘箱中加热10min以上，使其挥发均匀。
　　（2）制备标准气体时，所用空气要求不含苯，可加活性炭管过滤空气。
　　（3）测定样品及标样时，仪器条件和样品温度应一致，进气时要缓慢匀速。
　　（4）取气样时不能使用橡胶气袋，橡胶气袋易吸收煤气中的苯等有机物，致使结果偏低。
　　3结论
　　本文采用色谱法测定煤气含苯方法简便、操作快捷、成本较低，测定结果与冷冻法基本一致，重复性好、精密度高，能够满足焦化厂生产控制的需要。


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