气相色谱法测定煤焦油中萘含量

第 31 卷第 5 期 山 西 化 工 Vol． 31 No． 5 2011 年 10 月 SHANXI CHEMICAL INDUSTRY Oct． 2011 收稿日期:2011-06-16 作者简介:郑智峰，男，1984 年出生，2007 年毕业于天津商业大学信 息管理与信息系统专业，现在国家煤及煤化工产品质量监督检验中 心从事煤化工产品检验工作。 分析与测试 气相色谱法测定煤焦油中萘含量 郑智峰 (国家煤及煤化工产品质量监督检验中心，山西 太原 030012) 摘要:介绍了煤焦油中萘含量的毛细管气相色谱测定方法，采用 DB-5 毛细管柱(30 m × 0． 32 mm × 0． 25 μm)和氢火焰离子化检测器(FID) ，并用外标法对煤焦油中萘含量进行定量，所测定的结果 具有良好的准确度和精密度，样品的回收率在 99． 48% ～ 100． 51%。整个试样分析时间不超过 15 min，可作为检测煤焦油中萘含量的有效方法之一。 关键词:煤焦油;萘含量;毛细管气相色谱;外标法 中图分类号:O657． 7 文献标识码:A 文章编号:1004-7050(2011)05-0020-02 引 言 煤焦油及其馏分中含有质量分数 2% ～ 20%的 萘，准确地测定萘的含量是焦化厂的一项重要工作。 目前，煤焦油中萘含量的测定方法主要有蒸馏-结晶 法和萃取-色谱(填充柱)法［1］。结晶法的误差大， 分析时间长，而填充柱分析法操作步骤较为繁琐。 本文采用毛细管色谱柱法分析煤焦油中萘含量，取 得了较理想的效果。 1 实验部分 1． 1 实验仪器 Agilent 6890 气相色谱仪;Chemstation 工作站; Agilent 7683 系列自动液体进样器;氢火焰离子化检 测器(FID) ，载气为 99． 99%高纯氮气［2］。 1． 2 色谱柱及色谱条件 色谱柱为 DB-5 弹性石英毛细管柱(30 m × 0． 32 mm ×0． 25 μm)。色谱条件见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1。 1． 3 标样及样品的配制 煤焦油样品是黏稠度很高且异常复杂的黑色物 表 1 色谱条件 进样口温度 /℃ 200 检测器温度 /℃ 250 柱温 起始温度 160 ℃，保持 5 min; 以 40 ℃ /min速度升温至 250 ℃，保持 2 min 氢气流量 /mL·min －1 35 空气流量 /mL·min －1 350 尾吹气流量 mL·min －1 35 进样量 /μL 0． 2 分流比 50∶ 1 质，不能直接将样品注入毛细管色谱柱，因此选择 合适的溶剂尤为重要。本实验分别用丙酮、苯、甲 苯、石油醚等有机溶剂进行了对比实验，发现用甲 苯作溶剂是一种较理想的选择［3］。 1)准确称取 0． 02 g萘(准确至 0． 000 1 g) ，用 一定量的甲苯溶于 10 mL 容量瓶中，加溶剂至刻度 线，摇匀，冷冻保存作为标样备用。 2)准确称取0．5 g煤焦油样品(准确至0． 000 1 g)， 用一定量的甲苯溶解并转移至 25 mL 容量瓶中，加 溶剂至刻度线，摇匀，作为待测试剂备用。 1． 4 实验方法 调整色谱仪达到 1． 2 中所述的色谱条件，待整 机稳定后，用 Agilent 7683 系列自动液体进样器注 入 0． 2 μL标样，平行 2 针。然后，注入 0． 2 μL处理 后的待测试样，平行 2 针。采用外标法获取标样及 试样的峰面积，计算求得煤焦油中的萘含量(见图 1 所示)。 时间 /%min 700 600 500 400 300 200 100 0 0. 46 2 2. 03 7 2. 09 3 2. 63 9 3. 01 1 3. 61 5 3. 73 6 5. 06 2 （甲苯） 溶剂峰 2. 14 1 1%%%%%%%%%%%2%%%%%%%%%%%%3%%%%%%%%%%%4%%%%%%%%%%%%5%%%%%%%%%%%6 2% 21 1 萘 电 信 号 /%p A 图 1 煤焦油中萘含量测定气相色谱图 2 结果与讨论 2． 1 煤焦油中萘含量的计算 煤焦油中萘的质量分数(w)按式(1)计算: w ={［ (S试 × c标) S标 × n］/(m ×1 000) }×100 (1) 式中:S标—标样萘峰面积，mV·s; S试—试样萘峰面积，mV·s; c标—萘标样质量浓度，g /mL; n—稀释倍数，倍; m—称取试样质量，g。 2． 2 精密度实验 任意取 3 个煤焦油样品，在 1． 2 实验条件下，每 一个样品重复测定 10 次(n = 10) ，测定结果见表 2。 由表 2 可知，煤焦油样品中萘含量的相对 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 偏差 (RSD)为 0． 013% ～0． 016%。 表 2 煤焦油样品中萘含量精密度实验(n = 10) 编号 测定值 /% 标准偏差 相对标准偏差 RSD /% 1 11． 182 11． 347 11． 344 11． 383 11． 462 11． 055 11． 433 11． 289 11． 046 11． 192 0． 15 0． 013 2 10． 754 10． 452 10． 328 10． 279 10． 331 10． 422 10． 237 10． 526 10． 271 10． 288 0． 16 0． 015 3 11． 894 11． 755 11． 968 11． 677 11． 884 11． 628 11． 977 11． 421 11． 553 11． 644 0． 19 0． 016 2． 3 加样回收实验 分别测出 3 个煤焦油样品中萘的含量，再向各 样品中逐次加入若干次标准物质萘，再次测出萘的 含量，每个煤焦油样品平行测定 5 次，计算加样回收 率，测定结果见表 3。由表 3 数据计算得到加样回 收率为 99． 48% ～ 100． 51%。由此可认为，该实验 方法具有很高的准确性，测定方法可靠［4］。 表 3 煤焦油加样回收率 编号 初始萘值 /g 加入萘量 /g 萘测定值 /g 回收率 /% 1 0． 047 7 0． 011 5 0． 059 5 100． 51 2 0． 046 8 0． 011 2 0． 057 7 99． 48 3 0． 052 1 0． 021 5 0． 073 7 100． 14 3 结论 采用毛细管气相色谱法测定煤焦油中萘含量， 整个试样分析时间不超过 15 min，比传统方法更为 快捷、方便、准确，可用于焦化企业对煤焦油产品的 生产控制和外发产品的质量检验，是一种较理想的 测定煤焦油中萘含量的有效方法。 参考文献: ［1］ 闫国强，史学军，徐艳华，等． YBT 5078-2001 煤焦油萘 含量气相色谱测定方法［S］．北京:中国标准出版社， 2002． ［2］ 傅若农．色谱分析概论［M］． 北京:化学工业出版社， 2000:108． ［3］ 薛新科． 煤焦油加工技术［M］． 北京:化学工业出版 社，2007:165． ［4］ 刘虎威．气相色谱方法及其应用［M］．北京:化学工业 出版社，2007:259． Gas chromatography method of coal tar content of naphthalene ZHENG Zhi-feng (National Center of Supervision and Inspection for Coal and Coal Chemical Products Quality，Taiyuan Shanxi 030012，China) Abstract:This article describes the determination of naphthalene content in coal tar by capillary chromatographic method using DB-5 capillary column (30 m × 0． 32 mm ×0． 25μm)and flame ionization detector (FID) ，and the naphthalene content in coal tar was de- termined by using the external standard method． The results obtained by this method have good accuracy and precision． The recovery rate of naphthalene in the coal tar was 99． 48% ～ 100． 51% ． The total time needed for sample analysis was no more than 15 min． This method can be used as an effective one． Key words:coal tar;naphthalene;capillary gas chromatography;external standard method ·12·2011 年 10 月 郑智峰，气相色谱法测定煤焦油中萘含量