粗苯中三苯含量快速定量分析方法的研究

马秀东， 谭 蕊， 邹洪娜

（山西三维集团股份有限公司，山西 洪洞 041603）

引 言

粗苯即焦油苯（crude coking）是煤热解生产焦炭过程中产生的副产物之一，主要组分为芳香烃类物质，并伴有含硫化合物，成分极其复杂，很难准确全面地对各组分进行定量识别。在粗苯中，三苯（即苯、甲苯、二甲苯）的含量是评价粗苯优劣的主要指标。一般情况下，粗苯中三苯质量分数在85%～90%。因此，在实际工作中三苯含量的准确定量十分重要，与企业的经济效益紧密相连。目前，在焦化苯行业中评价粗苯质量优劣的方法主要是蒸馏法［1］，这种方法精确度不高，常给用户带来经济上的损失，已不能满足用户的验收标准要求。

对粗苯中三苯的定量分析方法在国内尚属空白。目前，可以查到的国外有关粗苯中三苯定量分析方法是美国材料协会提供的标准，该方法的局限性在于所有组分均要出峰、分析时间长。在本文中，我们采用的定量方法为“内标法”［2］。经过实验验证，该方法在精密度和准确度两方面均达到了生产所需，并使分析时间由原来的180min缩短到了30min，实现了原料检验的快捷及准确，节省了大量的人力和财力。目前，本方法已编入了公司的作业指导书。

1 实验部分

1.1 仪器和设备

气相色谱仪：配有分流／不分流进样口和FID检测器。色谱柱：UCON，LB550X，100m×0.25mm×0.2μm。

操作条件：进样器250℃；柱温140℃恒温，保持30min；检测器250℃；辅助气体载气（N2），1.6mL／min；燃气（H2），30mL／min；助燃气（air），25mL／min；尾吹（N2），25mL／min。检测器、进样口温度及辅助气体的流量参照仪器制造上的说明进行。

苯，甲苯，对、间、邻二甲苯均为分析纯，乙醇及合适的内标物为分析纯。

1.2 方法原理

方法的检测原理为内标法。该方法的特点：1）不必所有组分都出峰；2）色谱条件对分析结果影响不大，准确度、精确度较高；3）通过采用稀释的方法可以使大部分杂质峰低于检出限，同时可以使待测组分的量程达到色谱的最佳测定范围。

1.3 实验方法

1.3.1 试样制备

用苯、甲苯及二甲苯配制标准样，使其三苯含量接近粗苯中的三苯含量。

1.3.2 溶剂配制

在500mL容量瓶中加入300mL溶剂，用1mL吸量管移取0.9mL相对于苯的1#内标物，再用100μL注射器加入100μL相对于甲苯的2#内标物，用溶剂定容至500mL，混合均匀，待用。

1.3.3 实验方法

1）用25mL的滴定管将配制好的溶剂加入25mL的容量瓶中，再用100μL注射器加入26μL的标准样，混合均匀。

2）进标样，至少取3个平行，进样谱图见图1。

3）将采集到的谱图利用工作站积分处理，建立内标曲线。

4）与标样同样色谱条件下进样品。

图1 进样谱图

2 结果与讨论

2.1 色谱柱的优化处理

为保证样品的分离效果，在使用新的色谱柱时，须将色谱柱在高温下（根据色谱柱的使用说明进行）进行老化预处理。

2.2 准确性验证

为了验证方法的准确性，我们在同一实验室进行了3组实验，实验结果见表1。

表1 粗苯中三苯含量实验数据对比表

从表1中可以看出，测定值与理论值的差值在－0.04%～0.06%，检验结果的准确度高。

2.3 加标回收率验证

1）粗苯中三苯含量加标回收率实验，见表2。

表2 单一标样加标回收率实验

2）同一样品中同时加入苯、甲苯、二甲苯的回收率实验，见表3。

表3 混合标样的加标回收率实验

对于加标回收率的验证，加标回收率一般在95%～105%时就可以证明方法的准确度。由表2和表3可以看出，无论是验证样品中单独加标还是混合加标，粗苯中三苯的加标回收率均可达到要求，这就说明了该方法是切实可行的。

3 结论

经实验证实，用内标法测定三苯含量，分离效果好，分析速度快，准确度高，缩短了三苯含量的检测时间，对实际生产起到十分重要的作用。但鉴于方法的局限性，本方法在使用中未考虑到柱子残留，因此，在实际应用中还有待进一步改进。

［1］湘潭钢铁厂，冶金工业学院.YB／T 5022－1993 粗苯［S］.北京：中国工业出版社，1993.

［2］吴烈钧.气相色谱检测方法［M］.北京：化学工业出版社，2001.