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用气相色谱法测定洗油的主要组分

用气相色谱法测定洗油的主要组分

梁晓强 薛永强 栾春晖 张俊峰(太原理工大学化学化

工学院,太原030024)

洗油中富含β-甲基萘、α-甲基萘、喹啉、联苯、苊、氧芴、芴等宝贵的有机化工原料,目前主要用于吸收煤气中的苯类化合物。洗油组分的定性和定量测定可以为洗油的分离精制和深加工提供科学依据,因此准确快速地测定洗油中的主要组分显得尤为重要。然而洗油中既含有中性组分,又含有极性较强的酸、碱性组分,同时测定洗油中的多种组分比较困难。国内外关于洗油组分的测定多是针对洗油中一种或多种,且步骤繁琐,价格昂贵,针对洗油中的主要组分的同时测定还未见报道。本文采用毛细管柱气相色谱,通过程序升温的

方法同时测定洗油中的主要组分,取得了理想效果。

1 实验

1.1 试剂与仪器

试剂:萘、喹啉、异喹啉、吲哚,联苯、β-甲基萘、α-甲基萘、苊、芴

和氧芴均为分析纯。

溶剂:无水乙醇(分析纯);

洗油样品:山西金尧焦化集团提供;

分析仪器:SP-2100气相色谱仪。

1.2 操作条件

30m×0.25mmx0.25μm 的SE-54色谱柱;FID 检测器;BF-2002色谱工作站。空气流量:300mL /min ; 氢气流量:30mL /min ; 载气(高纯氮气)流量:30mL /min 。进样量:1μL ;分流比:1:20。初始温度:90℃;检测器温度:260℃;进样器温度:260℃。程序升温:90~150℃, 20℃/min; 151~160℃,1 ℃/min;

161~250℃,2℃/min。

1.3 实验方法与步骤

定量测定方法采用外标法。准确称取一定量的标准样品,用无水乙醇溶于250mL 容量瓶中,然后分别取1mL 、2mL 、3mL 、4mL 、5mL 于50mL 容量瓶中,用毛细管柱气相色谱分别测定每种物质的峰面积;根据峰面积与浓度绘制每种物质的工作曲线Y=ai X 。准确称取一定质量的馏分用无水乙醇溶于50mL 容量瓶中,

用气相色谱测定峰面积。

组分i 的含量(%)=(A i /ai )(0.05/m)×100%

式中的,A i 为组分i 的峰面积;a i 为组分i 的工作曲线系数;m 为称取的馏分

质量,g 。

2 结果与讨论

2.1 洗油中主要组分的气相色谱图

洗油中主要组分的气相色谱图见图1。

图1 10种主要组分混合液的气相色谱图(3min后开

始计时)

图2 洗油的气相色谱图(3min 后开始计时) 图1中从左到右依次为萘、喹啉、异喹啉、吲哚、β-甲基萘、α-甲基萘、联苯、苊、氧芴和芴。可以看出各个组分的峰形比较尖锐,能很好地分离。吲哚(5.035处)与β-甲基萘(5.264处)、α-甲基萘(5.677处)的峰基本上没

有重叠,分离度均大于1.5,说明此方法适合洗油的分析。

2.2 洗油的分析结果

对山西金尧焦化集团提供的洗油进行了气相色谱分析,见图2。 由图2可看出,各主要组分可以很好地分离,没有重叠现象。由于洗油含有的物质较多,保留时间在7.268和11.064之间的大部分物质为二甲基萘的同分异构体。根据各主要组分的峰面积及其工作曲线计算得出含量,见表1。

含量也较高,喹啉、异喹啉、吲哚的含量较低。

2.3 精密度和准确度检验

精密度表示各次分析结果相互接近的程度,如果几次分析结果比较接近,表示分析结果的精密度高,也就是我们常说的重复性好。本文用气相色谱测定,对同一混合组合液进行了5次测量,然后通过计算结果的相对标准偏差来说明

仪器的精密度(或重现性)。

相对标准偏差RSD 为:

准确度指的是分析结果与真实值之间的差别,也就是误差。本文采用t 检验来比较分析结果的平均值与真实值之间是否存在显著性差异,浓度的真实值以所

配溶液的理论浓度来代替。所用公式如下:

式中的S 为标准偏差;X 为测量对应浓度值;n 为测量次数;μ为理论值;测

量平均值为x 上面加横。

明实验在同一条件下测试的分析结果的精密度很好。而且在95%的置信度下,查表得t 的显著性水准值2.776,所测10种组分的t 值均小于该水准值,符合色谱分析误差。综上所述,该方法具有较高的准确度和精密度,能够应用于

洗油组分分析。

3 结论

(1) 程序升温是毛细管柱气相色谱法同时测定洗油主要组分的关键。

(2) 本方法可用于洗油加工过程中各种物质质量分数分析,具有较高的准

确度和精密度,而且分析时间短,操作方便、快捷,可为煤焦油、洗油等焦化

产品的深加工和综合利用提供可靠的依据。

(3) SE-54毛细管柱具有弱极性,适用于具有弱极性的高沸点化合物的分

析,所以能够很好地分析洗油及其宽馏程馏分的组成。