靈華色譜儀檢測焦爐煤氣中低含量的萘

用此法測定焦爐煤氣中萘含量的重現性很好，結果的準確度和精密度較高。

本實驗方法操作簡便，分析周期由國標的3～4小時縮短到20～30min，能夠滿足冷軋監控分析的需要。

本方法定量下限低，靈敏度高，可準確測定出煤氣中2rag／m。的萘，能夠滿足冷軋煤氣技術指標的要求。

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，用保留時間定性，用外標法定量。與傳統的苦味酸法及國標的氣相色譜法相比，靈敏度大大提高(可以測定出含量低于5mg／m³的萘)，分析周期由3—4小時縮短到15—20分鐘，具有定量下限低、進樣量少、操作簡便、結果準確等優點。

儀器和試劑

色譜儀：靈華儀器 GC-9890系列

毛細柱：SE—54 (30m×0.25mm×0．5μm)

檢測器：FID

數據處理：SD-2020色譜工作站

進樣器：10μl微量進樣針

取樣器：100ml玻璃注射器，9號注射針頭吸收瓶：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定色譜柱初始溫度為較低溫度(50—60℃)，注入試樣前關閉分流口，注入樣品汽化后，待試樣大部分導入柱內后(1—2min)，打開分流口，升高柱溫，將在低溫時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

采樣時間：1.5min                進樣器：10μl

定性方法

在選定的條件下，依次用l0μl的進樣針分別注人l μl乙醇和5％萘乙醇溶液，其保留時間分別為2.98min、7.04min，確定在這兩保留時間處的峰依次對應乙醇、萘。

標準曲線的繪制

用微量進樣針抽取標準樣品(2、5、l0、20、50mg／m’)lμl注人色譜柱，測量萘的峰面積，每個標樣分析2次測量萘的峰面積，取平均值后按外標法繪制標準曲線，其回歸系數r=0．999562，線性關系良好。

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。將注射器內體積準確調節至lOOml，然后將針尖浸入預先裝入了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行分析，從工作曲線上查取相應的分析結果，換算成標準狀態下的干煤氣中的萘含量。

色譜分析條件的選擇

柱溫的選擇

在實驗中，正確設置柱箱溫度對于獲得良好的分析結果十分關鍵。根據無分流分析法的原理，應先設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，待大部分試樣導人柱內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，通過大量的對比實驗，當程序升溫設置為：

60℃(2min) 200℃(5min)時，分離效果好，峰形尖銳，萘保留時間為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性、極性、沸點范圍、進樣量、熱穩定性等因素，在保證樣品不分解的前提下，一般選擇比平均沸點高3O一50℃，適當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，實驗選擇檢測器溫度為200℃。

載氣壓力和流量的選擇

載氣壓力和流量是色譜實驗分析的一個重要操作條件，載氣流量過大則基線不穩、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間長。內徑為0.25mm的毛細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，發現當柱前壓力140kPa時各組分分離較好，且滿足分析時間短的要求，故選擇柱前壓為140kPa。

氫氣與空氣流量選擇

當載氣流量固定時，氫氣流量增大，響應值增大；而空氣除提供助燃外，還能帶走離子室中的水分、二氧化碳達到清除作用，響應值也在一定范圍內隨空氣流量而增加。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，故必須選擇適當的溶劑將煤氣中的萘吸收濃縮，以提高檢測的靈敏度和準確度。吸收劑沸點必須與分析樣品中萘的沸點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，四氯化碳，丙酮，無水乙醇作對照實驗，結果表明丙 酮，四氯化碳吸收萘不，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

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散，分別測定吸收液中萘的含量，并同時取樣用苦味酸法測定。結果表明，吸 收速度越快吸收越不，當鼓泡速度在l5～25ml／min時，萘基本上吸收，測定結果與活性炭吸附法測定結果相同，故實驗中選擇20ml／min 的鼓泡速度。

方法評價

檢測限的測定

以1μl微量進樣器分別取5mg／m³的萘標樣0.1μ l、0.2、0．3μ 1l在選定的色譜條件下測定萘的峰面積，發現當進樣量為0.4μ  l(即相當于2mg/m ³)時，在7.04min處出現了明顯的萘峰，峰高為821μ v，其理論塔板數為305079，分離度為2.55。

準確度的測定

為測定本法制準確性，分別配置多組萘含量不一的標樣，依分析條件進行測定，計算其誤差情況。

 標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％ ，其準確度能滿足冷軋廠監控分析的要求。

精密度的測定

從同一取樣點取得的煤氣樣品在同一條件進行多次平行測定，其測定結果可知，該方法的精密度能滿足樣品測定的要求。