氣相色譜不僅能夠方便的檢測出煤氣組分和煤氣含萘,而且還可以準(zhǔn)確的檢測出貧富油含苯和煤氣含苯,本文主要對煤氣含苯的測定方法進(jìn)行探討。
對煤氣含苯量的測定原來采用活性炭吸附法、采用干冷凍法。這兩種方法通氣量大,測定時間長,不能及時指導(dǎo)生產(chǎn),且苯系物中低沸點(diǎn)物質(zhì)的毒性大,對人體有一定傷害。選用氣相色譜法測量煤氣含苯量,首先選擇一定的分析條件,使煤氣中苯、甲苯能與其它組分分離良好,煤氣通過六通閥直接進(jìn)氣,用保留時間定性,用外標(biāo)法乘以校正系數(shù)K直接定量。經(jīng)過多次分析表明,該方法操作簡便,結(jié)果準(zhǔn)確,整個分析事件縮短到20min,對于及時指導(dǎo)生產(chǎn)有重要意義。
1 試驗(yàn)方法及結(jié)果
1.1儀器與試劑
氣相色譜儀,FID檢測器,φ4mm×3m的不銹鋼填充柱(10%阿皮松L)。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)是工作站。氣源為氮?dú)?、氫氣、空氣發(fā)生器。進(jìn)樣裝置為六通閥。純苯純度不低于99.9%。
1.2色譜分析條件
柱溫:100℃,汽化溫度:150℃,檢測器溫度:150℃,進(jìn)樣量:1ml,空氣壓力:0.2mpa,氫氣壓力:0.2mpa,氮?dú)鈮毫Γ?span lang="EN-US">0.3mpa。
1.3標(biāo)樣的制備
(1)塔后氣體標(biāo)樣的制備。取兩支100ml注射器,吸入100ml不含苯的空氣,頂端用橡膠帽堵死,分別用1ul的微量注射器取純苯0.25ul,穿過橡膠帽注入兩個100ml的注射器中(將純苯注入到注射器內(nèi)預(yù)先放入的鐵片上),然后震蕩、搖勻,靜置幾分鐘,使苯*揮發(fā)均勻,然后通過1ml的六通閥注入色譜儀中,兩個標(biāo)樣的峰高重復(fù)性應(yīng)小于4%,取平均值H1。該標(biāo)樣的含苯量計(jì)算公式如下:
C=(V苯×P苯)/V空氣=(0.25×10-3×0.88)/(100×10-6)=2.2g/m3
(2)塔前氣體標(biāo)樣的制備。方法同上,取3ul純苯溶于100ml空氣中,即為塔前氣體標(biāo)樣。此標(biāo)樣相當(dāng)于空氣中含苯26.4g/m3。
(3)上述是自制標(biāo)樣的方法,也可以購進(jìn)與塔前、塔后含苯濃度相近的標(biāo)準(zhǔn)氣體做參照。圖1是塔后標(biāo)準(zhǔn)氣體的兩個峰值,其峰高重復(fù)性為0.2%。
1.4樣品分析
將煤氣取樣口放散5~10min,以保證正壓取樣,并用煤氣多次沖洗100ml針筒,將其中空氣置換干凈,然后取100~150ml氣體,靜置到室溫后,在統(tǒng)一條件下分兩次注入色譜柱中,兩次進(jìn)樣苯峰高重復(fù)性應(yīng)小于4%,否則,試樣作廢,取峰高平均值H2。圖2是塔后煤氣的平行樣峰高,其重復(fù)性為1.98%。
1.5結(jié)果計(jì)算
煤氣含苯量=H2/H1×C×K g/m3
式中的H2為煤氣中的苯峰高;H1為標(biāo)樣苯峰高;C為標(biāo)樣濃度;K為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)=100/粗笨中的苯含量。
粗笨中的苯含量隨焦化工藝的調(diào)整及氣溫變化而不同,可在一定條件下,通過蒸餾過色譜分離檢測得出。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),一般粗笨中的苯含量在60%~80%。
1.6準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)
將色譜法與干冷凍法進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn),結(jié)果見表1.由表1可知,兩種方法的再現(xiàn)性小于4%,表明色譜法的準(zhǔn)確度能夠滿足要求。
表1 兩種分析方法的結(jié)果對比(g/m3)
樣品名稱 | 色譜法 | 冷凍法 | 誤差 |
0506塔前 | 27.19 | 27.62 | 0.43 |
0509塔前 | 27.20 | 27.44 | 0.24 |
0512塔前 | 28.92 | 28.54 | 0.38 |
0506塔后 | 3.24 | 3.16 | 0.08 |
0509塔后 | 3.89 | 4.04 | 0.15 |
0512塔后 | 4.08 | 3.92 | 0.16 |
表2 將密度測定結(jié)果(g/m3)
樣品名稱 | 1號 | 2號 | 3號 | 4號 | 5號 | 平均值 | 重復(fù)性 |
0513塔前 | 27.70 | 28.12 | 27.44 | 27.66 | 28.21 | 27.83 | 2.7% |
0513塔后 | 3.64 | 4.02 | 3.77 | 3.62 | 3.15 | 3.64 | 2.4% |
1.7精密度測定
用10個100ml的注射器分別取塔前、塔后氣樣各5個,在室溫下靜置3~5min后,按照上述方法,在相同的實(shí)驗(yàn)條件下測定煤氣中粗笨的含量。測定結(jié)果見表2,其重復(fù)性小于3%,由此可見,色譜法的精密度高,能夠滿足指導(dǎo)生產(chǎn)的需要。
2 注意事項(xiàng)
(1)氣體標(biāo)樣應(yīng)在測定前配制,且溫度應(yīng)保持在室溫下,當(dāng)室外氣溫低時,應(yīng)置于50℃左右的烘箱中加熱10min以上,使其揮發(fā)均勻。
(2)制備標(biāo)準(zhǔn)氣體時,所用空氣要求不含苯,可加活性炭管過濾空氣。
(3)測定樣品及標(biāo)樣時,儀器條件和樣品溫度應(yīng)一致,進(jìn)氣時要緩慢勻速。
(4)取氣樣時不能使用橡膠氣袋,橡膠氣袋易吸收煤氣中的苯等有機(jī)物,致使結(jié)果偏低。
3結(jié)論
本文采用色譜法測定煤氣含苯方法簡便、操作快捷、成本較低,測定結(jié)果與冷凍法基本一致,重復(fù)性好、精密度高,能夠滿足焦化廠生產(chǎn)控制的需要。
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