气相色谱法测量煤气含苯量的方法探讨

[2013/1/17]

  气相色谱不仅能够方便地检测出煤气组分和煤气含萘,而且还可以准确地检测出贫富油含苯和煤气含苯,本文主要对煤气含苯的测定方法进行探讨。

  对煤气含苯量的测定原来采用活性炭吸附法,2006年后采用干冰冷冻法。这两种方法通气量大,测定时间长,不能及时指导生产,且苯系物中低沸点物质的毒性大,对人体有一定伤害。选用气相色谱法测量煤气含苯量,首先选择一定的分析条件,使煤气中苯、甲苯能与其他组分分离良好,煤气通过六通阀直接进气,用保留时间定性,用外标法乘以校正系数K直接定量。经多次分析表明,该方法操作简便,结果准确,整个分析时间缩短到20min,对于及时指导生产有重要意义。

  1试验方法及结果

  1.1仪器与试剂

  色谱仪,FID检测器,Φ4mm×3m的不锈钢填充柱(10%阿匹松L)。数据处理系统是。气源为氮气、氢气、空气发生器。进样装置为六通阀。纯苯纯度不低于99.9%。

  1.2色谱分析条件

  柱温:100℃,汽化温度:150℃,检测器温度:150℃,进样量:1mL,空气压力:0.2MPa,氢气压力:0.2MPa,氮气压力:0.3MPa。

  1.3标样的制备

  (1)塔后气体标样的制备。取两支100mL注射器,吸人100mL不含苯的空气,顶端用橡皮帽堵死。分别用1μL的微量注射器取纯苯0.25μL,穿过橡胶帽注入两个100mL的注射器中(将纯苯注入到注射器内预先放入的铁片上),然后震荡、摇匀,静置几分钟,使苯完全挥发均匀,然后通过1mL的六通阀注入色谱仪中,两个标样的峰高重复性应小于4%,取平均值H1。该标样的含苯量计算公式如下:

  C=(V苯×ρ苯)/V空气=(0.25×10-3×0.88)/(100×10-6)=2.2g/m3

  (2)塔前气体标样的制备。方法同上,取3μL纯苯溶于100mL空气中,即为塔前气体标样。此标样相当于空气中含苯26.4g/m3。

  (3)上述是自制标样的方法,也可以购进与塔前、塔后含苯浓度相近的标准气体做参照。图1是塔后苯标准气体的两个峰值,其峰高重复性为2.0%。

  1.4样品分析

  将煤气取样口放散5~10min,以保证正压取样,并用煤气多次冲洗100mL针筒,将其中空气置换干净,然后取100~150mL气体,静置到室温后,在同一条件下分两次注入色谱柱中,两次进样苯峰高重复性应小于4%,否则,试样作废,取峰高平均值H2。图2是塔后煤气样品的平行样峰高,其重复性为1.98%。

  1.5结果计算

  煤气含苯量=H2/H1×C×Kg/m3

  式中的H2为煤气中的苯峰高;H1为标样苯峰高;C为标样浓度;K为经验系数=100/粗苯中的苯含量。

  粗苯中的苯含量随焦化工艺的调整及气温变化而不同,可在一定条件下,通过蒸馏或色谱分离法检测得出。根据经验,一般粗苯中的苯含量在60%~80%。

  1.6准确度试验

  将色谱法与干冰冷冻法进行对比试验,结果见表1。由表1可知,两种方法的再现性小于4%,表明色谱法的准确度能够满足要求。

  1.7精密度测定

  用10个100mL的注射器分别取塔前、塔后气样各5个,在室温下静置3~5min后,按照上述方法,在相同的试验条件下测定煤气中粗苯的含量。测定结果见表2,其重复性小于3%,由此可见,色谱法的精密度高,能够满足指导生产的需要。

  2注意事项

  (1)气体标样应在测定前配制,且温度应保持在室温下,当室外气温低时,应置于50℃左右的烘箱中加热10min以上,使其挥发均匀。

  (2)制备标准气体时,所用空气要求不含苯,可加活性炭管过滤空气。

  (3)测定样品及标样时,仪器条件和样品温度应一致,进气时要缓慢匀速。

  (4)取气样时不能使用橡胶气袋,橡胶气袋易吸收煤气中的苯等有机物,致使结果偏低。

  3结论

  本文采用色谱法测定煤气含苯方法简便、操作快捷、成本较低,测定结果与冷冻法基本一致,重复性好、精密度高,能够满足焦化厂生产控制的需要。