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 | 误差 |
0506塔前 | 27.19 | 27.62 | 0.43 |
0509塔前 | 27.20 | 27.44 | 0.24 |
0512塔前 | 28.92 | 28.54 | 0.38 |
0506塔后 | 3.24 | 3.16 | 0.08 |
0509塔后 | 3.89 | 4.04 | 0.15 |
0512塔后 | 4.08 | 3.92 | 0.16 |
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 | 27.70 | 28.12 | 27.44 | 27.66 | 28.21 | 27.83 | 2.7% |
0513塔后 | 3.64 | 4.02 | 3.77 | 3.62 | 3.15 | 3.64 | 2.4% |
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。
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