多維氣相色譜

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儀器編號(hào)：ABF001

該儀器考慮我國(guó)汽油組成的特點(diǎn)和規(guī)格要求，采用多維氣相色譜方法測(cè)定汽油中的飽和烴、烯烴、芳烴等烴族組成及苯含量。本方法采用直接進(jìn)樣，允許測(cè)定試樣的烯烴含量上限為65%，除測(cè)定烯烴含量外，可直接測(cè)定出汽油中的芳烴含量和苯含量。

采用多維氣相色譜的方法，依據(jù)不同色譜柱對(duì)烴族組分吸附性及色譜特性的差異，使汽油中的主要烴族組分分開(kāi)，用氫火焰離子化檢測(cè)器（FID）檢測(cè)，通過(guò)記錄的各烴族組分的色譜峰面積，采用校正的歸一化方法計(jì)算汽油中有關(guān)烴族組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù)。汽油樣品應(yīng)用范圍：

終餾點(diǎn)低于205℃以下的石油餾分中飽和烴、烯烴、芳烴和苯含量的測(cè)定。濃度范圍（質(zhì)量分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù)）：◆烯烴含量：5~65%◆芳烴總量：5~50%◆苯含量：0.3~5%

采用SI國(guó)際單位制單位,配套的數(shù)據(jù)處理工作站，保證了系統(tǒng)的自動(dòng)化操作：分析人員只要把樣品注入進(jìn)樣器，即可報(bào)出分析結(jié)果，幾乎沒(méi)有人為的影響因素。

多維氣相色譜快速測(cè)定汽油中的烯烴、芳烴和苯含量

徐廣通，楊玉蕊，陸婉珍(石油化工科學(xué)研究院，北京100083)

摘要針對(duì)車(chē)用無(wú)鉛汽油國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB17930—1999中對(duì)烯烴、芳烴和苯含量提出的明確限值要求，以及現(xiàn)用標(biāo)準(zhǔn)方法和其它分析技術(shù)在分析汽油組成時(shí)存在的問(wèn)題，結(jié)合國(guó)外汽油

分析的發(fā)展趨勢(shì)及我國(guó)汽油生產(chǎn)的工藝和汽油組成分布特點(diǎn)，提出了一套新的多維氣相色譜技術(shù)測(cè)定汽油中烯烴、芳烴和苯含量的方法，并研制了新的烯烴捕集阱，可捕集汽油中高達(dá)70%的烯烴，且具有良好的可逆性和使用壽命，提出的方法可以在12min內(nèi)通過(guò)一次色譜進(jìn)樣實(shí)現(xiàn)汽油中烯烴總量、芳烴總量和苯含量的測(cè)定。試驗(yàn)結(jié)果與熒光指示劑吸附法(FIA，GB/T11132-1989)相比具有很好的一致性，但分析速度和方法的再現(xiàn)性得到明顯改善，試驗(yàn)成本也大大降低。

溫度下模型化合物在BCEF柱上的色譜分開(kāi)圖見(jiàn)圖4。從圖4可以看出正十二烷與苯之間可完全分開(kāi)，保存時(shí)間差為0.8min，說(shuō)明極性分開(kāi)柱的選擇是適合的。

圖4汽油中脂肪烴組分與芳烴組分間的分開(kāi)（l.082min—正癸烷；1.823min—l—十一烯；2.09min—正十二烷；2.882min—苯；3.973min—甲苯；5.457min—二甲苯；7.398min—乙苯烯烴）

3.3烯烴捕集阱的性能評(píng)價(jià)

捕集阱的作用是確定條件下，從極性分開(kāi)柱中分開(kāi)出的脂肪烴組分中選擇性地保存烯烴，而使飽和烴迅速通過(guò)，然后再通過(guò)變換試驗(yàn)條件，將捕集的烯烴從阱中得到定量釋放，它是多維色譜分析汽油組成系統(tǒng)中最重要也是最關(guān)鍵的部分。因此，一個(gè)好的捕集阱應(yīng)對(duì)汽油中的烯烴組分有良好的捕集性能、脫附性能和較高的吸附容量，以適應(yīng)不同類型的樣品，特別要注意避免出現(xiàn)低碳烯烴的穿透。

針對(duì)我國(guó)汽油組成中烯烴含量較高的特點(diǎn)、分析文獻(xiàn)報(bào)道或已有產(chǎn)品的各種烯烴捕集阱的使用狀況及存在的問(wèn)題，采用特定技術(shù)研制了一種大容量、可逆性好的烯烴捕集阱，該阱在滿足高烯烴汽油捕集容量的同時(shí)，較好解決了低碳烯烴的穿透和高碳數(shù)烯烴的脫附。通過(guò)參與已知量的正己烯來(lái)確定烯烴捕集阱的捕集容量，試驗(yàn)證明當(dāng)烯烴含量達(dá)70%時(shí)，尚未發(fā)現(xiàn)烯烴的穿透現(xiàn)象。對(duì)一些烯烴模型化合物在烯烴捕集阱上的回收率進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表1。從表1可以看出，即使對(duì)較高碳數(shù)的烯烴，該捕集阱仍可以獲得較高的回收率

表1烯烴組分在捕集阱上的回收率

注：試驗(yàn)方法為以甲苯為內(nèi)標(biāo)物質(zhì)，比較通過(guò)烯烴捕集阱捕集后脫附和通過(guò)旁路(平衡柱)的峰面積比例。

3.4定量分析方法的建立及考察

采用校正的面積歸一化方法計(jì)算各組分的含量。首先通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)定各組分的質(zhì)量校正因子，然后通過(guò)測(cè)量各族組分的面積百分比，計(jì)算各組分的體積分?jǐn)?shù)(公式略）

3.4.1定量分析方法確鑿性的考察

(1)標(biāo)準(zhǔn)化合物參與回收試驗(yàn)

在90號(hào)汽油中參與不同量的己烯，計(jì)算值與色譜測(cè)定值的比較見(jiàn)表2。從表2可以看出，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際測(cè)量結(jié)果有很好的一致性。測(cè)定過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)烯烴總量超過(guò)70%時(shí)(0.1uL進(jìn)樣)烯烴捕集阱已接近飽和。

表2試驗(yàn)實(shí)際測(cè)定結(jié)果與計(jì)算結(jié)果的比較

(2)多維色譜測(cè)定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)定結(jié)果的比較

用建立的分析系統(tǒng)及方法測(cè)定3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品，測(cè)定結(jié)果與配制的實(shí)際值的比較見(jiàn)表3。從表3結(jié)果可以看出，多維色譜(MGC)測(cè)定結(jié)果與標(biāo)樣配制結(jié)果基本一致。

表3MGC測(cè)定結(jié)果與配制實(shí)際值的比較

3.4.2定量分析方法重現(xiàn)性試驗(yàn)

以催化裂化汽油樣品為例，進(jìn)行方法的重現(xiàn)性試驗(yàn)，連續(xù)6次的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4，表5則為同一樣品在不同烯烴捕集阱中的測(cè)定結(jié)果。從表4、表5可見(jiàn)，多維色譜測(cè)定法具有較好的重現(xiàn)性，并且烯烴阱的更換不影響測(cè)定結(jié)果。表4定量分析方法的重現(xiàn)性試驗(yàn)

3.5多維色譜測(cè)定結(jié)果及與FIA方法的比較

為進(jìn)一步確證方法的確鑿性，將多維色譜的測(cè)定結(jié)果與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行了比較，部分結(jié)果列于表6。從表6統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，兩種方法具有良好的一致性。表5同烯烴捕集阱的測(cè)定結(jié)果對(duì)比

表6MGC測(cè)定結(jié)果與FIA結(jié)果的比較

結(jié)論

(1)建立的多維色譜快速測(cè)定汽油族組成的方法，一次進(jìn)樣可在12min內(nèi)確鑿測(cè)定汽油餾分中的烯烴、芳烴和苯含量，與目前國(guó)內(nèi)外已有的各種直接測(cè)定類似組成指標(biāo)的方法相比，該方法的速度最快。

(2)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化合物參與回收試驗(yàn)、與標(biāo)樣和FIA方法的對(duì)照，證明白該方法的確鑿性；與FIA方法相比，該方法由于所受干擾因素減少，因此重現(xiàn)性明顯提高。

(3)新的烯烴捕集阱對(duì)高烯烴汽油具有很好的適應(yīng)性，吸附容量大，可以滿足烯烴含量