用气相色谱法测量煤气含苯量的方法探讨

用气相色谱法测量煤气含苯量的方法探讨                 苗金凤（豫港焦化集团有限公司，济源454650)       气相色谱不仅能够方便地检测出煤气组分和煤气含萘，而且还可以准确地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。     豫港焦化公司对煤气含苯量的测定原来采用活性炭吸附法，2006年后采用干冰冷冻法。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、甲苯能与其他组分分离良好，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。经多次分析表明，该方法操作简便，结果准确，整个分析时间缩短到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     北京东西分析仪器有限公司生产的GC4000A型色谱仪，FID检测器，Φ4mm×3m的不锈钢填充柱 (10％阿匹松L)。数据处理系统是A5000数据处理工作站。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：0.3 MPa 。 1.3  标样的制备     (1)塔后气体标样的制备。取两支100mL注射器，吸人100mL不含苯的空气，顶端用橡皮帽堵死。分别用1μL的微量注射器取纯苯0.25μL，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 ×ρ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3μL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是塔后苯标准气体的两个峰值，其峰高重复性为2.0%。 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，在同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是塔后煤气样品的平行样峰高，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／粗苯中的苯含量。     粗苯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，通过蒸馏或色谱分离法检测得出。根据经验，一般粗苯中的苯含量在60%～80%。 1.6  准确度试验     将色谱法与干冰冷冻法进行对比试验，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 27.19 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   精密度测定结果(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，在相同的试验条件下测定煤气中粗苯的含量。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。