本實(shí)驗(yàn)方法操作簡便，分析周期由國標(biāo)的3～4小時(shí)縮短到20～30min，能夠滿足冷軋監(jiān)控分析的需要。
本方法定量下限低，靈敏度高，可準(zhǔn)確測定出煤氣中2rag／m。的萘，能夠滿足冷軋煤氣技術(shù)指標(biāo)的要求。
本方法采用無分流分析法測定煤氣中萘，用注射器直接取煤氣樣，用無水乙醇作吸收劑，用保留時(shí)間定性，用外標(biāo)法定量。與傳統(tǒng)的法及國標(biāo)的氣相色譜法相比，靈敏度大大提高(可以準(zhǔn)確測定出含量低于5mg／m3的萘)，分析周期由3—4小時(shí)縮短到15—20分鐘，具有定量下限低、進(jìn)樣量少、操作簡便、結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。
儀器和試劑
色譜儀：嘉譜儀器 GC-9890系列
毛細(xì)柱：SE—54 (30m×0.25mm×0．5μm)
檢測器：FID
數(shù)據(jù)處理：SD-2020色譜工作站
進(jìn)樣器：10μl微量進(jìn)樣針
取樣器：100ml玻璃注射器，9號(hào)注射針頭吸收瓶：5ml
萘：色譜純
無水乙醇：分析純
分析原理
所謂無分流分析法就是設(shè)定色譜柱最初溫度為較低溫度(50—60℃)，注入試樣前關(guān)閉分流口，注入樣品汽化后，待試樣大部分導(dǎo)入柱內(nèi)后(1—2min)，打開分流口，升高柱溫，將在低溫時(shí)凝聚在柱前端的成分洗脫、分離、檢測的方法，一般適用于沸點(diǎn)較高的低濃度樣品的分析。但此方法易使化合物熱分解，因而不適合易熱分解化合物的分析。
色譜分析條件
柱溫：60℃(2min) 200℃(5min)
汽化溫度：2OO℃ 檢測器溫度：200℃
柱人口壓力：140kPa 空氣壓力：50kPa
氫氣壓力：60kPa 分流流量：40.8ml／min
隔墊吹掃：12.2ml／min 尾吹：32ml／min
采樣時(shí)間：1.5min 進(jìn)樣器：10μl
定性方法
在選定的條件下，依次用l0μl的進(jìn)樣針分別注人l μl乙醇和5％萘乙醇溶液，其保留時(shí)間分別為2.98min、7.04min，確定在這兩保留時(shí)間處的峰依次對應(yīng)乙醇、萘。
標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
用微量進(jìn)樣針抽取標(biāo)準(zhǔn)樣品(2、5、l0、20、50mg／m’)lμl注人色譜柱，測量萘的峰面積，每個(gè)標(biāo)樣分析2次測量萘的峰面積，取平均值后按外標(biāo)法繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，其回歸系數(shù)r=0．999562，線性關(guān)系良好。
樣品分析
在煤氣取樣口用lOOml注射器抽取煤氣約12Oral，立即塞緊，在室溫下放置5rain，使煤氣溫度與室溫相 同。將注射器內(nèi)體積準(zhǔn)確調(diào)節(jié)至lOOml，然后將針尖浸入預(yù)先裝入了2ml乙醇的吸收管底部，以1O一15ml／min的速度均勻地通過吸收液。抽取1 μl吸收液注入色譜儀進(jìn)行分析，從工作曲線上查取相應(yīng)的分析結(jié)果，換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的干煤氣中的萘含量。
色譜分析條件的選擇
柱溫的選擇
在實(shí)驗(yàn)中，正確設(shè)置柱箱溫度對于獲得良好的分析結(jié)果十分關(guān)鍵。根據(jù)無分流分析法的原理，應(yīng)先設(shè)置較低的初始溫度使溶劑峰流出而其它組分滯留于柱前端，待大部分試樣導(dǎo)人柱內(nèi)后再采用合適的程序升溫使待測組分萘在分離溫度下出峰與其它組分獲得良好分離，通過大量的對比 實(shí)驗(yàn)，當(dāng)程序升溫設(shè)置為：
60℃(2min) 200℃(5min)時(shí)，分離效果好，峰形尖銳，萘保留時(shí)間為7.04min。
氣化、檢測溫度的選擇
氣化溫度取決于樣品組分的揮發(fā)性、極性、沸點(diǎn)范圍、進(jìn)樣量、熱穩(wěn)定性等因素，在保證樣品不分解的前提下，一般選擇比平均沸點(diǎn)高3O一50℃，適當(dāng)提高汽化溫度對分離及定量有利。故汽化溫度選擇為200℃。
檢測器溫度也不能低于柱溫，防止分離后的組分滯留堵塞噴嘴造成污染而FID靈敏度降低，實(shí)驗(yàn)選擇檢測器溫度為200℃。
載氣壓力和流量的選擇
載氣壓力和流量是色譜實(shí)驗(yàn)分析的一個(gè)重要操作條件，載氣流量過大則基線不穩(wěn)、噪聲大、峰分離不開，太小則FID靈敏 度下降，造成前延峰及分析時(shí)間長。內(nèi)徑為0.25mm的毛細(xì)管色譜柱的柱前壓為120—170kPa、柱流量為2.0—3.Oml／min，故在 120kPa，140kPa，160kPa下試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)柱前壓力140kPa時(shí)各組分分離較好，且滿足分析時(shí)間短的要求，故選擇柱前壓為140kPa。
氫氣與空氣流量選擇
當(dāng)載氣流量固定時(shí)，氫氣流量增大，響應(yīng)值增大；而空氣除提供助燃外，還能帶走離子室中的水分、二氧化碳達(dá)到清除作用，響應(yīng)值也在一定范圍內(nèi)隨空氣流量而增加。載氣，氫氣與空氣的流量比一般為1：1：10，故選擇氫氣流量為60kPa、空氣流量為600kPa。
吸收劑的選擇
因凈煤氣中萘含量較低，故必須選擇適當(dāng)?shù)娜軇⒚簹庵械妮廖諠饪s，以提高檢測的靈敏度和準(zhǔn)確度。吸收劑沸點(diǎn)必須與分析樣品中萘的沸點(diǎn)拉開差距以保證在色譜上能分離，且對萘的吸收溶解能力好，所以分別選取了二甲苯，，丙酮，無水乙醇作對照實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明丙 酮，吸收萘不，乙醇吸收效果與二甲苯差不多，且乙醇無毒，故選用乙醇作吸收液。
吸收液體積試驗(yàn)
在同一條件下取4份煤氣樣，分別用lml、2ml、3ml、4ml乙醇吸收lOOml塔前塔后煤氣，比較結(jié)果如表1。從表中可以看出2ml溶劑即可吸收。
吸收速度選擇
在同一條件下取5份試樣以不同的速度鼓泡發(fā)散，分別測定吸收液中萘的含量，并同時(shí)取樣用法測定。結(jié)果表明，吸 收速度越快吸收越不，當(dāng)鼓泡速度在l5～25ml／min時(shí)，萘基本上吸收，測定結(jié)果與活性炭吸附法測定結(jié)果相同，故實(shí)驗(yàn)中選擇20ml／min 的鼓泡速度。
方法評價(jià)
檢測限的測定
以1μl微量進(jìn)樣器分別取5mg／m3的萘標(biāo)樣0.1μ l、0.2、0．3μ 1l在選定的色譜條件下測定萘的峰面積，發(fā)現(xiàn)當(dāng)進(jìn)樣量為0.4μ l(即相當(dāng)于2mg/m 3)時(shí)，在7.04min處出現(xiàn)了明顯的萘峰，峰高為821μ v，其理論塔板數(shù)為305079，分離度為2.55。
準(zhǔn)確度的測定
為測定本法制準(zhǔn)確性，分別配置多組萘含量不一的標(biāo)樣，依分析條件進(jìn)行測定，計(jì)算其誤差情況。
標(biāo)樣的配制值與本色譜法的測定值很接近，其相對誤差小于5．00％ ，其準(zhǔn)確度能滿足冷軋廠監(jiān)控分析的要求。
精密度的測定
從同一取樣點(diǎn)取得的煤氣樣品在同一條件進(jìn)行多次平行測定，其測定結(jié)果可知，該方法的精密度能滿足樣品測定的要求。
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