醇基液体燃料中醇含量检测方法探讨

智建宁

（山西省能源产品质量监督检验研究院，山西 太原 030012）

引 言

为解决能源和环境问题，世界各国对替代燃料的研究蓬勃发展。醇基液体燃料因其具有安全、实用、环保清洁、节约能源、技术成熟、资源有保障等优越性能，而成为替代柴油锅炉、中餐灶等燃料的优良环保型燃料［1］。目前，广泛在机关院校、宾馆、酒店、农户和居民中推广使用，具有较好的经济、环境和社会效益。

醇基液体燃料主要成分以甲醇为主，有时加入少量工业乙醇混配而成，醇含量占70%以上。有些醇基液体燃料中含有适量的水，因为水可以提高闪点温度，降低着火的危险性。

国家标准关于《醇基液体燃料》中醇含量检测方法是简易法［2］，此方法存有严重缺陷，检出的醇含量是水溶性醇和水之和。文献报道的其他相关分析方法［3-6］也均不适用于水性醇基燃料。而且，这些方法有的采用150m色谱柱，程序升温，分析时间长；有的需要采用带有TCEP微填充柱、WCOT毛细柱和十通阀系统的多维气相色谱仪，对仪器配置要求较高，不易在企业中普及应用。

为了规范行业市场和企业生产管理秩序，便于政府监督，我们建立了萃取技术与气相色谱法相结合的方法来检测醇基液体燃料中甲醇、乙醇含量。

本方法采用定量的蒸馏水萃取样品中的甲醇、乙醇，Porapark T填充柱分离，氢火焰离子化检测器检测，外标法定量，操作简便、快速、准确，便于推广应用。

1 实验部分

1.1 仪器配置

Shimadzu，GC-9A型；氢火焰离子化检测器（FID）；Porapark T玻璃填充柱（1m×3mm）；专用色谱工作站；空气压缩机。

1.2 试剂与材料

无水甲醇，分析纯，99.90%；无水乙醇，分析纯，99.90%；载气：高纯氮气，99.95%以上；燃气：高纯氢气，99.99%以上；重油（不含甲醇、乙醇）。

1.3 色谱分析条件（见表1）

表1 色谱分析条件

1.4 实验方法

1.4.1 方法原理

样品用定量的蒸馏水萃取，使甲醇、乙醇完全进入水相。静置分离后，采用Porapark T玻璃色谱柱分离，FID检测器检测，外标法定量。

1.4.2 样品测定

准确配制甲醇体积分数为70.0%、乙醇体积分数为10.0%的醇基液体燃料，作为校准样品。移取校准样品4mL，准确用100.0mL蒸馏水进行萃取、分离。用微量进样器取分离后的水相溶液0.5μL进样分析，重复2次，取峰面积的平均值。未知样品与校准样品测定步骤相同。

1.5 典型样品色谱图

取分离后的样品0.5μL导入色谱仪，按表1所示色谱分析条件进行分析，色谱分析图见图1。

图1 典型样品色谱图

2 结果与讨论

2.1 保留时间的确定

将甲醇、乙醇用蒸馏水溶解后，按表1的色谱条件进行分析，保留时间见表2。

表2 甲醇、乙醇的保留时间 min

2.2 色谱操作系统校正

分别准确量取4.0mL无水甲醇、4.0mL无水乙醇于100.0mL蒸馏水中，摇匀，作为校准溶液。用微量注射器分别注入标样0.2、0.4、0.6、0.8、1.0μL，测定甲醇、乙醇的峰面积。以甲醇峰面积为纵坐标，进样量为横坐标，绘制甲醇工作曲线，线性相关系数为0.999 6；以乙醇峰面积为纵坐标，进样量为横坐标，绘制乙醇工作曲线，线性相关系数为0.999 7。表明整个色谱系统操作正常，且线性关系良好。

2.3 结果表述

试样中甲醇体积分数Xm按式（1）计算。

试样中乙醇体积分数Xe按式（2）计算。

试样中的醇体积分数X按式（3）计算。

式中：Am为试样中甲醇的峰面积；Ae为试样中乙醇的峰面积；As1为标样中甲醇的峰面积；As2为标样中乙醇的峰面积。

2.4 准确度实验

用无水甲醇、无水乙醇、蒸馏水和重苯（不含甲醇、乙醇）准确配制甲醇体积分数分别为60.0%、65.0%、70.0%、75.0%，乙醇体积分数分别为20.0%、15.0%、10.0%、5.0%的醇基液体燃料样品4个，按表1所示色谱分析条件及上述实验方法进行分析，测定甲醇、乙醇的回收率，结果如表3所示。

表3 回收率实验计算结果

2.5 精密度实验

将醇基液体燃料样品重复测定8次，考察方法的精密度。取置信度95%，进行数据分析及取舍，结果如表4所示。

表4 精密度实验计算结果

3 结论

本文建立了利用蒸馏水萃取醇基液体燃料中甲醇、乙醇的方法，并结合气相色谱法测定其含量。该法简单易行，准确度和精密度都较高，适用于醇基水性燃料中甲醇含量的测定，便于推广应用。

［1］ 刘治中，许世海，姚如杰.液体燃料的性质及应用［M］.北京：中国石化出版社，2000.

［2］ 邹慰若，杨天宇，赵幼航，等.GB 16663-1996醇基液体燃料［S］.北京：中国标准出版社，1997.

［3］ 刘生全，张玉宝，孟令龙，等.GB/T 23510-2009车用燃料甲醇［S］.北京：中国标准出版社，2009.

［4］ 兰志波，杨友文，齐洪元，等.GB/T 23799-2009车用甲醇汽油（M85）［S］.北京：中国标准出版社，2009.

［5］ 田栖静，郭新光，杨国勋，等.GB 18350-2001变性燃料乙醇［S］.北京：中国标准出版社，2001.

［6］ 刘丹丹，高广新，刘生全，等.用乙醇作内标物气相色谱法测定甲醇汽油中的甲醇含量［J］.中外医疗，2007（9）：42-43.