采用脉冲火焰光度检测器进行丙烯中含硫化合物的气相色谱分析

Helena JACOBSE

硫化氢(H2S)、硫化羰(COS)、甲硫醇(CH3SH)是轻碳氢化合物气体中较常见的组分，它们所具有的毒性和腐蚀性会对管路和仪器设备造成损害。生产某些反应中间体及最终产物时释放的挥发性含硫化合物有着难闻的气味，会产生严重的经济和环境影响。此外，含硫化合物会影响工业流程的效应，其干扰化学反应，使催化剂中毒而失活，最终降低产率。

这些含硫化合物必须在低ppb级水平进行定量分析[1,2]。采用硫特异性检测器如脉冲火焰光度检测器(PFPD)可达到此要求，但需要较大的样品体积以达到低的ppb级检出限。对于大部分硫特异性检测器，这将引起基质过载和抑制效应(由于背景干扰导致信号强度和灵敏度降低)，从而限制了该检测器的灵敏度和线性关系，并使检出限提高。现在Agilent公司发展了采用新型固定相的Agilent J&W低硫选择性多孔层开管色谱柱(PLOT)对C3轻碳氢化合物基质中的硫化物组分如H2S，COS和CH3SH进行分析。这种分离柱有较高的负载能力及独特的选择性，可使硫化物组分和基质组分达到基线分离。

1 实验条件

本实验条件如下。GC-PFPD色谱柱：Agilent J&W低硫选择性色谱柱，60 m × 0.32 mm(p/n CP8575)；恒温箱：65 ℃等温线；载气：氦气，恒定流速2.0 mL/min；进样温度：200 ℃；分流比：1:20；检测器：PFPD，200 ℃；样品：丙烯基质中含H2S，COS和CH3SH约500 ppb；进样体积：1 mL；进样器：气体采样阀。

2 结果与讨论

这种固定相对不同C3碳氢化合物基质中的H2S，COS与低含量的CH3SH皆有较好的选择性。因此，可避免含硫化合物与具有抑制效应的基质的共洗脱。

本系统采用气体采样阀，其参数设置见表1；检测器参数设置见表2。

丙烯基质中硫化物组分H2S，COS和CH3SH的分离色谱图如图1所示。由于丙烯样品上样量大导致柱过载，致使甲硫醇出现峰展宽。丙烯基质的洗脱时间在COS和甲硫醇之间。

3 结论

在气相色谱分析中采用Agilent J&W低硫选择性色谱柱及硫特异性检测器如PFPD检测器，可将含硫化合物从基质中高效地分离出来，因而对丙烯基质中的痕量H2S，COS与CH3SH进行检测。将含硫化合物从基质中分离出来再检测，可避免基质引起的抑制效应并提高含硫化合物的响应。该色谱柱为活性含硫化合物如H2S提供较好的响应，使含量低至20 ppb的检测成为可能。尽管这是一种多孔层开管柱，但它不会出现颗粒物质脱落现象，色谱图无锐峰。因此，与阀结合使用是安全的。

[1]Wardencki W. Review: Problems with the determination of environmental sulphur compounds by gas chromatography. J Chromatogr A, 1998, 793: 1 - 19.

[2]Firor R L, Quimby B D. Comparison of sulfur selective detectors for low-level analysis in gaseous streams. Agilent Technologies publ, 5988-2426EN.