汽油中醇类和醚类化合物检测方案(气相色谱仪)

Techcomp天美Application Techcomp天美 北京市朝阳区天畅园7号楼(100107)：010-64010651010-64060202e techcomp@techcomp.cnw www.techcomp.cn 天美 GC7980Plus气相色谱仪测定汽油中的醇类和醚类化合物 摘要 应用GC7980Plus对汽油中和类和醚类化合物含量的分析方法进行了研究。采用柱切换-反吹气相色谱技术，利用强极性的微填充柱做预切柱，放空挥发性轻烃，保留醇醚类含氧化合物，并将其反吹至石英毛细管 WCOT 柱进行详细分离。通过调整分流比、阀切换时间和阀复位时间确定了最佳的工作条件，在此条件下色谱基线平稳，轻烃组分不会对醇类和醚类化合物的分离造成干扰，汽油中甲基叔丁基醚、乙基叔丁基醚、甲基叔戊基基、二异丙基醚、甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、异丁醇、叔丁醇、仲丁醇、正丁醇和叔戊醇等13种含氧有机化合物都能够达到很好的分离效果，且峰形良好，各化合物线性相关系数均在0.998以上，因此可以对汽油中的醇醚类化合物进行准确的定性和定量分析。 关键词：气相色谱；醇类；醚类；柱切换一反吹技术 1.引言 醇类和醚类化合物可以作为生产优质无铅汽油的燃料添加剂，在汽油中加入乙醇、甲基叔丁基醚(MTBE)、乙基叔丁基醚(ETBE)、甲基叔戊基醚(TAME)等物质，可有效提高汽油中的辛烷值，同时可降低一氧化碳及碳氢化合物的排放，较少空气污染，但这些含氧化合物加入量过高会使汽油的总氧含量超标，产生相分离，影响汽油发动机的动力性，造成油耗增加，而且增加生产成本。因此准确快速地分析测定汽油中的醇醚类含量，严格控制其加入量，对于炼化产业生产合格的燃料汽油具有重要的意义。 本文通过研究 SH/T0663-2014以及 ASTM D4815的要求，采用自带十通阀的双柱切换系统的气相色谱仪，确定了十通阀反吹、复位时间及分流比，建立了色谱最佳工作条件，其操作简单、速度快，在 20min 内就能够准确测定汽油中甲基叔丁基醚(MTBE)、乙基叔丁基醚(ETBE)、甲基叔戊基醚(TAME)、二异丙基醚(DIPE)、甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、异丁醇、叔丁醇、仲丁醇、正丁醇和叔戊醇等13种含氧有机化合物的含量。 2. 实验部分 2.1实验方法 将内标物 DME 加到试样中，然后将该试样导入气相色谱仪，试样首先通过极性的 TCEP预切柱，先将轻烃组分冲洗放空，并保留含氧化合物醇类、醚类及较重的组分。在甲基环戊烷之后，在DIPE 和 MTBE 从预柱流出之前，将阀切换至反吹位置，让含氧化合物进入非国性WSQT分析 关 在重烃类物质流出之前醇类和醚类按照沸点顺序流出。待苯和 TAME 从分析柱流出之后，将阀切换至起始位置，以便反吹重烃组分。 2.2仪器条件 项目 条件 仪器 Techcomp GC7980Plus 预柱 TCEP 微填充柱 分析柱 BR-1 30mx0.53mm×5um 载气 氮气 气化室温度 200C 柱温 起始60℃，保持15min， 30℃/min升温至130℃，保持 2min 分流比 35：1 FID 检测器温度 250℃ EFC25 11.0psi 辅助 EFC24 11.6psi 阀温度 80℃ 补偿气流量(N2) 25 mL/min 燃烧气流量(H2) 30 mL/min 助燃气流量(Air ) 300 mL/min 反吹时间 0.23 min 阀复位时间 16 min 进样体积 1 pL 石科院色谱参考标准样品 B10420 YJ-2汽油中12组分醇醚校正标样；B10421 YN-1汽油中醇醚内标 DME B10422 YQ-1汽油切割醇醚标样甲基环戊烷 3.结果与讨论 3.1分流比、阀切换、阀复位时间的调节 为了减少阀切换时间造成的流量变化，获得稳定的色谱基线，提高检测的准确定和稳定性，因此需要合适的分流比。经过反复调节，最终实验用分流比为35；1，在该分流比下能够获得稳定的基线。 由于实验时样品首先流入 TCEP 预切柱， TCEP柱是强极性，可以分离相同沸点范围的挥发性烃类和含氧化合物，轻烃组分被冲洗放空，醇醚类含氧化合物则保留在 TCEP柱内。阀切换太快，一部分C5和轻烃组分就回反吹切入 WCOT柱，与C4醇类峰重叠，造成某些醇类含量偏高。档阀切换过晚，二异丙醚(DIPE) 和一部分较高浓度的甲基叔丁基醚(MTBE) 等醚类进不了分析柱而被放空，造成结果不准确。经过反复测试，最终确定阀切换时间为 0.23 min。 若十通阀复位时间设定过长，大部分C5以上重烃组分未被冲洗放空，过多进入WCOT分析柱，使色谱柱收到污染，基线回到正常工作状态的时间延长，影响下次的进样分析，降低了工作效率。经过反复测试，最终确定阀复位时间为 16 min. 综合以上分析研究，在合适的分流比下，精确地控制十通阀切换时间可以排除烃类组分对分析测定的干扰，使醇醚类含氧化合物在 WCOT分析柱上得到满意的分离。其中3#醇醚校正标样色谱图见图1。 图13#醇醚校正标样色谱图 3.2醇醚类化合物校正标准曲线的建立 将1-5#5种不同浓度的醇醚校正标样分别导入气相色谱仪进行分析，以响应比(rsp；)作y轴，对应的质量比(amt；)作x轴建立各个醇醚类化合物组分的校准曲线，并计算相关系数r。结果如下： 201707063 Calibration curve：201707063-甲醇 回多项式校正级数唱■强制通过(0.0) Qty/Qty_ISTD 2U17U7U63 Calibration curve：201707063-正丙醇 2U17U7Ub3 4.结论 综合上述实验结果，此汽油中醇醚分析仪完全符合SH/T 0663-2014以及 ASTM D4815 的要求，利用优化的操作条件能够得到满意的分析结果，13种醇醚类化合物分离都能够达到很好的分离，且峰形良好，各化合物线性相关系数均在0.998以上，因此可以对汽油中的醇醚类化合物进行准确的定性和定量分析。 应用GC7980Plus对汽油中醇类和醚类化合物含量的分析方法进行了研究。采用柱切换-反吹气相色谱技术，利用强极性的微填充柱做预切柱，放空挥发性轻烃，保留醇醚类含氧化合物，并将其反吹至石英毛细管WCOT柱进行详细分离。