正构烷烃萘芳烃含量的测定

陈丽君，黄爱忠，秦 杰

（南京金陵石化烷基苯厂，南京 210046）

目前，南京金陵石化烷基苯厂测定正构烷烃产品中的芳烃含量时参照《液体石蜡中芳烃含量测定法（紫外分光光度法）》（SH/T0409-1992（2005））标准。该方法中，萘芳烃浓度测定取波长285 nm处吸光度A，代入计算公式A=abc，得出芳烃中萘的浓度c[1]。其中，吸收系数a为API研究项目的紫外光谱数据中各种萘化合物的平均吸收系数，平均吸收系数作为一种经验值，直接用于计算不同正构烷烃产品萘芳烃的含量，存在一定误差，试验发现，其一般低于实际含量。为此，测定正构烷烃产品萘芳烃的含量，笔者使用ASTMD2008-12标准，方法中对萘芳烃含量的测定选定在波长290 nm处，测定不同浓度萘标样的吸光度，然后据此做出标准曲线，得到吸收系数，在同样条件下测量试样的吸收光谱来确定其萘芳烃含量[2]。

1 试验部分

1.1 仪器

岛津紫外-可见分光光度计：UV-2600；石英比色皿：1 cm；容量瓶：25 mL，50 mL，100 mL；移液管1 mL；分析天平；分液漏斗50 mL；烧杯250 mL。

1.2 试剂和溶液

异辛烷：光谱纯；萘：技术条件符合Q/CYDZ2457-2012，含量＞=99.5%；浓硫酸：优级纯；无水碳酸钠，含量99.95%～100.05%。

1.3 标准曲线的绘制

1.3.1 萘标准溶液的配制

称100 mg的萘，在烧杯中完全溶解后，转移至100 mL的容量瓶，加异辛烷稀释至刻度，摇匀，配制成1 g/L的萘标准溶液。称100 mg的萘，在烧杯中完全溶解后，转移至25 mL的容量瓶，加异辛烷稀释至刻度，摇匀，配制成4 g/L的萘标准溶液。

从配制好的1 g/L的萘标准溶液分别取5.00 mL、2.50 mL、2.00 mL、1.00 mL于50 mL容量瓶中，加异辛烷稀释至刻度，摇匀。从配制好的4 g/L的萘标准溶液分别取1.00 mL于50 mL容量瓶中，加异辛烷稀释至刻度，摇匀。

1.3.2 吸光度的测定

以异辛烷为参比溶液，在波长290 nm处，用1 cm比色皿在紫外-可见分光光度计UV-2600测定标准比色溶液的吸光度，结果如表1所示。以萘标液的浓度为横坐标，从每个标准比色皿的吸光度中扣除试剂空白的吸光度为纵坐标，线性回归：y=9.2765x+0.0088，相关系数r2=0.9993。萘标准曲线如图1所示，萘标液的吸收光谱图如图2所示。

表1 萘标准溶液吸光度的测定

图1 萘溶液标准曲线

图2 萘标液的吸收光谱图

1.4 样品测定

1.4.1 试液的配制

称取5 g左右样品，移至25 mL的容量瓶中，用异辛烷稀释至刻度，摇匀。

1.4.2 测定过程

基线调零：用异辛烷充满配对的吸收池，进行基线调零（220～400 nm），调整好基线后进行样品分析；将待测量试液倒入1.0 cm比色皿，同时用异辛烷作参考，确保窗口干净，将比色皿放入分光光度计的比色皿室并从220到400 nm波长开始扫描；扫描结束后，点击“选点检测”，获取试样在290 nm的吸光值A。

在指定的波长下计算样品的吸收系数a，具体计算公式如下：

式中，A为在特定波长下的样品溶液的吸光度减去比色皿的校正值；b为吸收池的光程，cm；c为吸收池中样品的浓度，g/L；f为稀释比例，即溶液体积与含有相同量溶质的原溶液的体积之比，对于初始溶液，f=1。

2 结果与讨论

2.1 精密度的测定

对三份不同批次的试样，按照上述方法，平行测定5次，结果如表2所示。由表2计算可知，其平均RSD为1.96%，该方法分析结果重复性、精密度高。

2.2 回收率测定

用一个已知萘芳烃含量的样品，按上述分析过程，进行5次加标回收率试验，结果如表3所示。由表3计算可知，其收率平均值为104.14%，回收率在100%～110%，说明该方法准确可靠，能满足分析要求。

2.3 分析方法验证

将用浓硫酸处理后除掉芳烃的轻蜡作为基液，配制成萘浓度为1 g/L、2 g/L、4 g/L的轻蜡样。其中，样品的密度为747.4 kg/m3。通过计算得到样品实际萘含量，结果如表4所示。

表2 精密度试验数据

表3 回收率试验数据

表4 样品实际萘含量数据

将配制的已知萘含量的轻蜡样，按上述分析过程，每一不同萘含量样品分别平行测定3次。分析结果如表5、表6、表7所示。

表5 1 g/L的萘含量轻蜡样分析结果

表6 2 g/L的萘含量轻蜡样分析结果

表7 4 g/L的萘含量轻蜡样分析结果

由表5、表6、表7可知，已知萘含量的轻蜡样用ASTMD2008-2000分析方法测定的结果与实际理论值相符，说明此分析方法准确、可靠。

为了进一步验证此方法，笔者选择290 nm作为测定波长的准确性，选取了吸收光谱图上受干扰最少的一段，进一步探究了287 nm、288 nm、289 nm、291 nm、292 nm作为测定波长的分析情况。首先用相同的方法分别绘制了5个波长的标准曲线，其中287 nm波长对应的曲线方程为：y=25.644x+0.0654，R2=0.9992；288 nm波长对应的曲线方程为：y=22.164x+0.0056，R2=0.9999；289 nm波长对应的曲线方程为：y=14.223x+0.0361，R2=0.9991；291 nm波长对应的曲线方程为：y=6.5029x+0.002，R2=0.9991；292 nm波长对应的曲线方程为：y=4.8786x-0.0032，R2=0.9995。笔者选用配制的1 g/L萘含量轻蜡样，分别测定287 nm、288 nm、288 nm、291 nm、292 nm，作为测定波长的分析结果，分析结果如表8所示。

由表8可知，测定波长取290 nm的分析方法，对于测定萘芳烃含量更准确。

2.4 与原分析方法对比

测定8组不同批次的样品，分别用方法SH/T0409-1992（2005）和方法 ASTMD2008-2000分析计算，分析结果如表9所示。

表8 1 g/L的萘含量轻蜡样分析结果

表9 8组不同批次样品分析结果对比

由表9可知，方法SH/T0409-1992（2005）得到的分析结果明显比ASTMD2008-2000分析结果偏低，SH/T0409-1992（2005）方法不适用于萘芳烃的测定。

3 结论

通过精密度试验和回收率试验，笔者初步判断了此分析方法的准确性，由于分析方法中，测定萘芳烃的波长位置290 nm并不是最大吸收波长处，因此需要对290 nm波长的选择做进一步验证。这里将轻蜡通过浓硫酸处理，配制出已知萘浓度的轻蜡样，浓度分别有1 g/L、2 g/L、4 g/L。针对不同浓度，笔者分别做了3组平行样进行测定，试验发现已知萘含量的轻蜡样用ASTMD2008-2000分析方法测定结果与实际理论值相符，说明此分析方法准确、可靠。另外，1 g/L萘浓度轻蜡样测定结果更接近理论值，配制过程引入误差更小。于是，笔者选择1 g/L萘浓度轻蜡样进一步探究在受干扰最少的波长位置的不同波长的选择对分析结果的测定影响，通过试验探究进一步验证了此分析方法选择290 nm波长更具准确性。最后，比较了测萘芳烃的原方法SH/T0409-1992（2005）和此方法ASTMD2008-2000的分析结果，发现原方法得到的分析结果明显比此方法的分析结果偏低，所以原方法不适用于萘芳烃的测定。