多维气相色谱法快速分析加氢汽油中苯乙烯含量

陈实春 蔡登定 郭功成

（中国石油独山子石化公司乙烯厂中心化验室，独山子833699）

多维气相色谱法快速分析加氢汽油中苯乙烯含量

陈实春 蔡登定 郭功成

（中国石油独山子石化公司乙烯厂中心化验室，独山子833699）

采用十通阀的反吹切换功能，将两根色谱柱和两个检测器连接起来，快速分析裂解加氢汽油中苯乙烯含量，采用外标法定量［1］，该方法准确度和精密度均较高，分析快速简捷。

十通阀 苯乙烯 快速分析 气相色谱

独山子石化有加氢汽油产品中苯乙烯含量大约为0.02%，通过苯乙烯含量可以知道二段加氢单烯烃加氢生产饱和烃的量，另外调整工艺快速分析苯乙烯含量，还可以为下游提供很好的参数，对苯乙烯回收项目的应用，能很好的起到工艺指导作用。汽油中苯乙烯的分析传统方法采用聚乙二醇柱分析苯乙烯含量，该方法一方面是分析时间长，另一方面是不能完全和1－甲基－2－乙基苯不能完全分开，无法满足日常快速分析要求。本实验参照分析标准ASTM D5580［2］，利用十通阀的反吹切换等功能，将裂解加氢汽油中的苯乙烯从样品中切割出来进行快速分析。

1 实验部分

1.1 仪器设备

气相色谱仪：型号Agilent6890N；数据处理系统：Agilent6890色谱工作站；色谱柱：极性TCEP前置柱、非极性HP－1色谱柱；另配有FID检测器、TCD检测器及十通阀；GC自动进样器，色谱柱配置见表1。

表1 色谱柱配置

1.2 材料及试剂

色谱标样：三苯标样（苯：60.62%；甲苯20.21%；乙苯：8.08%；对二甲苯：2.00%；间二甲苯：5.04%；邻二甲苯：2.03%；苯乙烯：2.02%）大连大特标气公司产，载气：高纯氮气，纯度大于99.99%；氢气：高纯气体，纯度大于99.99%，使用前进行脱氧、脱水、脱烃处理，要求烃含量和水含量小于10ml／m3；裂解汽油AP61011。

1.3 分析过程及阀路图

将一定量样品注入极性固定液（TCEP）的前置柱中，C9及更轻的非芳烃在前置预柱中洗脱出时被排至大气，可在后通道用热导池检测器检测出气体组分含量。在苯乙烯洗提出之前的最后时刻对TCEP柱进行反吹，选择好反吹切割点进行样品切割，将所需苯乙烯组分反冲至HP－1柱中分离，前通道FID检测器进行检测，阀路图见图1所示。利用样品组分保留时间与标样中苯乙烯保留值进行对照定性［3］，外标法定量。

图1 阀气路图

2 结果与讨论

2.1 操作条件的选择

柱温1：60℃保持7.0min，以2℃／min速率升到120℃，保持0.00min；前进样口温度：250℃，分流比10∶1，柱前压17pis，恒压，初始柱流速7.4mL／min；后进样口：初始压力19psi，梯度压力速率100psi／min，最终压力25psi，载气：氮气；检测器（前、后）：温度250℃，氢气40mL／min，空气400mL／min，恒定尾吹气5mL／min；进样量1.0μL。

2.2 阀事件的的确定

图2 0.5min阀打开

通过实验选择最佳切阀时间点，以便得到良好的分离效率，通过不同时间的切阀动作实现加氢汽油中苯乙烯组分与其他各组分的分离，如图2中，设置切阀事件为0.5min打开，由图可见0.5min打开的时候加氢汽油中各组分均被检测出来，后通道未检测到任何被预柱分离出来的组分，未起到任何切割作用；继续改变阀动作事件，图3选择在2.0min切阀，此时汽油中部分组成被切割出来在后通道检测到出峰，但是苯乙烯与其他组分未被完全分开，谱图中出现有明显未完全分离峰，此时检测到苯乙烯峰面积为2.77668＊104；再次改变阀切割时间点，此时选择切割事件为3.00min开阀得到图4，明显可见图4中在保留时间21.923min被完全分离出一个很独立的峰，此时峰面积为3.0396＊104；在苯乙烯得以分离的同时，还要考虑是否有苯乙烯跟随其它组分一起被切割出去，继续选择切割时间，选择3.2min开阀，得到图5，经过定量计算得到图5中苯乙烯含量和标准物质给定的含量小了很多，峰面积为1.16869＊104，与图4中苯乙烯峰面积比较明显减少，说明在3.2min开阀的时候有部分苯乙烯被切割出去，影响准确度，峰面积记录见表2。

图3 2.0min阀打开

图4 3.0min阀打开

图5 3.2min阀打开

表2 峰面积记录表

2.3 测定精密度和准确度［3］的考察

在2.1的操作条件下，选择3.00min打开阀事件，25min关阀对三苯标样中苯乙烯进行连续6次测定，并计算其标准偏差考察其精密度（见表3），经计算标准偏差为0.04，实验结果表明标准偏差和相对误差都较小，满足分析要求。另用两种不同分析方式进行对比验证，分别采用Innowax分析柱和文中方法进行对比分析，采用样品一段加氢汽油（AP61011）分析结果比对见表4，结果表明分析准确度高，相对标准偏差较小，测定结果都能吻合。如果样品中含有其它杂质干扰苯乙烯出峰时，宜考虑多维气相色谱法快速分析汽油中的苯乙烯含量。

表3 标样6次平行测定结果（标称值2.02）

表4 样品中苯乙烯含量6次测定对比试验

3 结论

通过多维色谱方法建立，采用预柱切割、分析柱联用的分离方法，选择合适阀事件快速分析加氢汽油中苯乙烯含量，能得到独立的苯乙烯谱图，分离效果良好，分析精密度和准确度满足分析要求，且适合样品组分复杂的分离分析，为乙烯装置加氢单元生产工艺提供了准确可靠的数据，为下一步生产回收苯乙烯工艺提供很好的指导作用。

［1］朱明华 .仪器分析［M］.3版 .北京：高等教育出版社，2000：48－55.

［2］ASTM D5580.2002

［3］刘珍.化验员读本［M］.4版 .北京：化学工业出版社，2008：336－340.

Rapid analysis of styrene content in hydrogenated gasoline by multidimensional gas chromatography.

Chen Shichun，Cai Dengding，Guo Gongcheng
（The Central Lab of Ethylen Complex of Petro China Dushanzi Petrochemical Company，Dushanzi 833699，China）

Two chromatographic columns and two detectors are connected by using the reverse blowing switching function of a 10－way valve.The external standard method is used for the quantitative analysis.The analytic result is accurate and precision.

10－way valve；styrene；rapid analysis；gas chromatography

10.3936／j.issn.1001－232x.2017.01.004

2016－05－12

陈实春，技师，从事石化产品化验分析工作，E－mail：chenshichun120＠126.com。