气相色谱法测定粗苯中苯、甲苯和二甲苯含量

2014-03-02

当代化工 2014年1期

（国家煤及煤化工产品质量监督检验中心，山西太原 030012）

王永苗, 李雁如

（国家煤及煤化工产品质量监督检验中心，山西太原 030012）

建立了毛细管气相色谱法测定粗苯中苯、甲苯、二甲苯含量的方法。采用HP- 5毛细管柱分离，氢火焰离子化检测器检测，单点标准对照法定量。该方法分析速度快,测定重现性好，准确度和精密度高, 三苯各个组分相对标准偏差均小于6%，回收率在96.0%～100.8%间。

粗苯；苯；甲苯；二甲苯；气相色谱

粗苯是煤在高温炼焦过程中回收的主要化工产品之一，是现代煤化工煤-焦-化-产业链中的主要产品。粗苯中含有多种有机化工原料，经加氢处理后可作为动力苯，也可蒸馏分离出苯、甲苯、二甲苯等重要的基本有机化工原料[1]。根据我国现行的产业政策，国家鼓励粗苯加氢精制工艺生产焦化苯、甲苯和二甲苯[2]（简称为三苯）。因此三苯含量成为粗苯的一个重要的质量指标。经查阅资料[1-6]，三苯测定的方法目前尚无现行的国家标准，大部分企业使用气相色谱面积归一法，该方法定量准确性较差。若采用修正归一法，粗苯组分比较复杂，修正系数较难获得；若采用内标法，内标物的选择也是一大难题。因此建立一种能快速准确地测定粗苯中三苯含量的方法对焦化产品的深加工及提高其资源综合利用率具有重要意义。

本文建立了毛细管柱气相色谱法测定粗苯中三苯含量的分析方法。该方法模拟粗苯样品组分，准确配制已知含量的三苯混合液作为标准对照样，采用单点对照法定量，取得成功。该方法快速、准确、简便，便于推广应用。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Agilent6890气相色谱仪；Chemstation工作站；Agilent7683系列自动进样器；Agilent6890GC氢火焰离子化检测器（FID）；HP-5熔融石英毛细管色谱柱（30 m×0.32 mm×0.25 μm，固定液：5% 苯基 / 95%甲基硅氧烷）。

苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯均为色谱纯；丙酮为分析纯。

1.2 色谱条件

色谱柱为HP-5石英毛细管柱（30 m×0.32 mm×0.25μm），载气为高纯氮气。色谱条件见表1。

表1 色谱分析条件Table 1 Analysis conditions of gas chromatography

1.3 试验方法

1.3.1 方法原理

粗苯中苯含量约65%～80%，甲苯含量约10%～16%，二甲苯含量约2%～5%。模拟粗苯样品，准确配制已知含量的苯、甲苯和二甲苯混合液作标准对照样，采用单点对照法定量。把测得的试样色谱峰峰面积数值与混合标样中对应的色谱峰峰面积相比较来计算粗苯产品中的苯、甲苯和二甲苯组分的含量。

1.3.2 样品测定

在25 mL容量瓶中，准确称取色谱纯的苯、甲苯、间二甲苯、对二甲苯和邻二甲苯分别为7, 2, 0.3, 0.5, 0.2 g（准确至0.000 2 g）混合摇匀，作为标准对照品A，并计算出标准对照品中各组分的质量分数，标准对照品中各组分的含量尽量接近粗苯样品各组分的含量。用丙酮作溶剂，将标准对照品A准确稀释10倍成为标准对照品B。

取出分析样品，使试样达到室温（室温15～25℃之间）[7]。将准备好的样品，用丙酮作溶剂准确稀释10倍。

按表1色谱条件调整色谱仪，待仪器稳定后，用Agilent7683系列自动进样器注入标准对照品B 1.0 μL，平行测定两次；再注入1.0 μL的样品溶液，平行测定两次。要求两次平行测定峰面积的相对偏差不能大于1.5%，取两次测定的平均值作为标样和试样的峰面积，计算其含量。

1.4 典型样品色谱图(图1)

图1 典型样品色谱图Fig.1 Chromatogram of sample

2 结果与讨论

2.1 保留时间的确定

将色谱纯苯、甲苯、间二甲苯、对二甲苯及邻二甲苯，用丙酮溶解后，按表1的色谱条件进行分析，保留时间见表2。

2.2 粗苯中苯、甲苯和二甲苯含量的计算

试样中各组分含量按下式计算：

式中：Xi——试样中组分i含量（质量分数）；

Ei——标准对照品中组分i的含量（质量分数）；

Ai——试样中组分i的色谱峰峰面积的数值；

AE——标准对照品中组分i的色谱峰峰面积的数值。

2.3 精密度试验

在同一实验室，由同一操作者使用相同设备，按相同的测试方法，重复测定粗苯样品6次，考察该方法的精密度。取置信度95%，进行数据分析及取舍，结果如表3所示。由实验结果表明, 粗苯中所测各组分含量的相对标准偏差(RSD) 在0.25%～5.90%之间。

2.4 加标回收率试验

分别测出粗苯样品中苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯及对二甲苯的含量, 再向样品中逐次加入不等量色谱纯苯、甲苯、邻甲苯, 再次测出各个物质的含量, 每个样品平行测定2次,取其平均值计算回收率, 测定结果见表4。回收率为在96.0%～100. 8%之间。

3 结论

本文建立了毛细管气相色谱法测定粗苯中苯、甲苯和二甲苯含量。该方法模拟粗苯样品组分，准确配制已知含量的三苯混合液作为标准对照样，采用单点对照法定量，样品中的三苯组分相对标准偏差均小于6%，回收率在96.0%～100.8%间。该方法快速、准确、简便，便于推广应用。

Determination of Benzene, Toluene and Xylene Content in Crude Benzol by Gas Chromatography

WANG Yong-miao, LI Yan-ru
(National Center of Supervision and Inspection for Coal and Coal Chemical Product Quality,Shanxi Taiyuan 030012, China)

A gas chromatography method has been established for determination of benzene, toluene and xylene content in crude benzol. The optimal experiments condition was determined as follows: using HP-5 capillary column as separator, FID as detector and the single point calibration method for quantitative analysis. The results show that the method has good accuracy and precision. The relative standard deviation (n=6) is less than 6% ,and the recovery rate is 96.0%～100.8%.

Crude benzol；Benzene; Toluene; Xylene；Gas chromatography