摘要總述了近年來氣相色譜儀技能在焦化工業(yè)剖析方面的運用,包含:收回體系氣相色譜分析、焦油加工系 統氣相色譜分析、環(huán)保范疇氣相色譜分析等。對比分析了各辦法的關鍵和特色,并結合宣鋼焦化廠的運用狀況及作 者的作業(yè)實踐進行了評述。
關鍵詞焦化工業(yè)分析氣相色譜收回體系焦油加工體系
在焦化工業(yè)分析范疇,氣相色譜技能得到了越來 越廣泛的運用,運用規(guī)模涉及煤氣、粗苯、焦油加工產 品、焦化廢水等方面。氣相色譜的廣泛運用,首要是由 于氣相色譜對有機物超卓的別離、定量才能和優(yōu)異的 性價比,以及焦化工業(yè)分析范疇的多樣性和特別性。 近年來,跟著焦化工業(yè)的展開,焦化工業(yè)分析除了傳 統的煤質、焦炭、煤氣等分析外,煤氣收回體系的粗 苯、貧油、富油等,焦油加工體系的煤焦油、三混油、洗 油、蒽油以及部分精加工產品,廢水中酚及苯系物等 都能通過氣相色譜技能加以剖析。很多焦化產品的國 標剖析辦法均未選用氣相色譜法,各企業(yè)科技人員根 據本企業(yè)實踐,擬定了合適本企業(yè)運用的氣相色譜分 析辦法。本文結合實踐狀況,討論了氣相色譜技能在 焦化工業(yè)剖析范疇中的實踐運用和可能的展開方向。
收回體系分析
煤氣分析 1.1.1煤氣主組分分析
煤氣主組分剖析是焦化企業(yè)慣例分析項目,曹戰(zhàn) 釗等使用配TCD檢測器的氣相色譜儀和混合分子 篩填充柱(一根碳分子篩柱,一根分子篩柱),以高純 氬氣作載氣,用內金屬鍍膜氣體取樣袋取樣,十通閥 氣體進樣,于16min時進行氣路切換,選用焦爐煤氣 規(guī)范樣品的色譜圖進行定性剖析,外標法進行定量。
其特色是能夠將焦爐煤氣中首要成分一次全部別離, 且別離作用很好,具有較高精密度。馬立新選用氫 氣作載氣,氫氣組分別離不出,最后由差減法核算得 出氫氣含量。筆者傾向于用氬氣作載氣更為便利。 1.1.2煤氣中硫化氫含量分析
煤氣硫化氫分析選用國標辦法(GB12211-90)中碘滴 定法或亞甲基藍分光光度法,該法分析時間長,較繁 瑣。寧艷等選用帶FPD檢測器的氣相色譜儀測定焦 爐煤氣中的硫化氫,選用特別處理過的GDX-104色譜柱, 用不同量的禮S規(guī)范氣體制作作業(yè)曲線,外標法定 量,加標收回率為98%~101%,相對規(guī)范誤差為1.7%, 且不受攪擾物質SA的影響,值得現場推行運用。肖 旭東等也選用了相似的辦法,分析煤氣中的硫化氫,特 別著重了取煤氣樣時,用無水氯化鈣枯燥,可進步測 定的精確度,這一取樣處理辦法值得推行學習。 1.1.3煤氣粗苯含量剖析
煤氣粗苯含量對粗苯收回和煤氣凈化有著重要 含義。張杰選用FID離子檢測器色譜儀,以阿皮松 為固定液,用6201載體的填充柱別離粗苯組分,依據 外標法單點校對定量煤氣中苯,該法關鍵為標氣的配 制(標氣的制造用到了苯和甲苯兩種化合物)。楊秀華 等選用液體標樣作校對曲線,苗金鳳選用了相似 的辦法測定粗苯含量,其制造標氣時只選取了苯作標 樣,由此可見,不同廠家的標氣制造辦法不同,應依據 各自廠家煤氣粗苯中的各首要組分含量的多少來配 制標氣。
煤氣萘含量的剖析
煤氣中萘含量的測定選用國標(
中法,該法耗時長、進程繁瑣、差錯大。王學峰選用氣相色譜法丈量煤氣中的萘,該法選用丁 二酸乙二醇聚酯為固定液的填充柱別離組分,克己萘 規(guī)范溶液作校對曲線,選用外標法定量剖析樣品中萘 含量。在取樣進程中,用甲苯吸收煤氣中的萘。朱靜等 相同選用了以丁二酸乙二醇聚酯為固定液的填充 柱,在核算辦法上則選用了內標規(guī)范曲線法,以正十 六烷為內標物,采樣時選用為吸收溶劑,由 于選用內標法進行定量剖析,精確度較高。依據宣鋼 焦化廠在這方面的剖析實踐,筆者傾向于運用安捷倫 公司的HP-5或HP-5ms毛細管柱,這種以(5%-苯基) -甲基聚硅氧烷為固定液的毛細管柱有著比填充柱 更好的別離作用,在吸收溶劑的挑選上,宣鋼焦化廠 選取了毒性較小的N-N 二甲基乙酰胺或丙酮作吸收 萘的溶劑,在測定辦法上,筆者傾向于內標法。
以上論說了國內焦化職業(yè)在焦爐煤氣剖析范疇 常用的氣相色譜剖析辦法,大部分技能已較成熟,但 各項剖析需用不同的色譜柱和檢測器,現在氣相色譜 的展開可完成1臺色譜裝置兩種類型的色譜柱和檢 測器,完成一機多用,下降剖析本錢。 1.2粗苯剖析
粗苯是焦化收回體系的首要產品,國標剖析辦法 為蒸餾法(GB/T2282-2000),肖旭東等選用氣相色 譜法測定粗苯餾程,剖析進程選用了 SE-54毛細管 柱,程序升溫別離粗苯各組分,歸一法定量,核算萘前 組分之和,推導出粗苯180。C前餾出量=萘峰之前各 組分含量之和xp(P為校對系數),該法的優(yōu)點為直 接進樣和歸一法定量,操作簡潔,剖析時間短,合適焦 化廠中心操控剖析。宣鋼焦化廠在粗苯模仿蒸餾進程 中,選用回歸剖析,推導粗苯180C前餾出量和色譜 成果的聯系愈加科學精確。任樹軍等采取了相似 辦法,在成果核算上著重苯、甲苯、二甲苯總量和粗苯 餾出量的聯系,因為運用校對歸一法定量,有校對因 子存在,對操作者的操作要求愈加嚴厲,實驗進程較 易發(fā)生差錯。筆者更傾向于前一種辦法。王欣、鄧 愛芹均選用氣相色譜法剖析粗苯,所不同的是在色 譜成果和蒸餾成果的聯系上,選用了不同的色譜值來 推導色譜法和蒸餾法的作業(yè)曲線。 1.3脫萘循環(huán)洗油中萘含量的測定
焦化廠循環(huán)洗油中萘含量是一項重要目標,各廠家常按照洗油萘含量的測定法(YB/T 5029-1993)進行 測定,部分廠家開發(fā)了合適本廠運用的氣相色譜法測 定循環(huán)洗油中的萘。齊姻等選用毛細管柱氣相色 譜法測定循環(huán)洗油中萘含量,外標法定量,平均收回 率為關’規(guī)范誤差小于0屬契合剖析要求。筆者
認為選用內標法可進步精確度,若選用外標法,須每 天做一規(guī)范樣品,加以盯梢校對曲線的安穩(wěn)性,若曲 線偏離應及時校對。 1.4貧富油中粗苯含量的測定
焦化收回體系貧富油中粗苯測定的傳統剖析方 法為蒸餾法,該法操作繁瑣,剖析時間長,差錯較大。 張杰選用氣相色譜法測定貧、富油中粗苯含量,該 法運用FID檢測器、阿皮松固定液和6201載體的填 充柱,依據外標法定量苯、甲苯、二甲苯,三項加和為 粗苯含量。該法在標樣制造進程中,選用了洗油 230C~270C之間的餾出液為制造標樣的溶劑,這一 進程較為科學,可削減體系差錯。劉翠霞等發(fā)明了毛細管氣相色譜法測定貧富油中苯類化合物的辦法, 選用正壬烷為內標物,內標法測定苯、甲苯、對二甲 苯、間二甲苯、鄰二甲苯的含量。該法規(guī)范樣品收回率 在106.08%~120.11%,規(guī)范誤差富油為0.073 22%,貧油 為0.007 841%,精確度和精密度契合要求。選用內標 法比外標法愈加精確,在實踐運用中可削減差錯。
焦油加工體系氣相色譜剖析
因為焦油加工的質料及制品、中心產品均為有機 物,所以氣相色譜法成為焦油加工職業(yè)工業(yè)剖析的重 要辦法,以下列舉了國內常用的一些和焦油體系有關 的氣相色譜剖析辦法。 2.1 煤焦油萘含量的測定
煤焦油作為焦油加工質料,其萘含量的凹凸直接 影響到工業(yè)萘的收率和產值,甚至整個焦油加工的經 濟效益,因而煤焦油萘含量是判別煤焦油質量的最主 要目標。傳統煤焦油萘含量測定辦法為蒸餾結晶點法 及職業(yè)規(guī)范“萃取-色譜(填充柱)法(YB/T 50782001) ”。傳統法剖析時間長,操作進程繁瑣,其精確度 和精密度差,易形成環(huán)境污染;“萃取-色譜(填充柱) 法”也存在精確度差的問題。針對這種狀況,國內許多 廠家展開了煤焦油萘含量氣相色譜法的研討作業(yè), 其中有羅道成等[選用的蒸餾氣相色譜法和劉翠霞 等選用的內標氣相色譜法等。劉翠霞的內標氣相 色譜法具有較大優(yōu)勢,該法*放棄了蒸餾、萃取等 簡單帶來差錯的操作進程,剖析進程選用了安捷倫 DB-5毛細管柱,該柱對煤焦油有著很好的別離功率, 內標法測定萘含量較其他辦法有著更好的精確度和 精密度,精密度實驗規(guī)范誤差(RSD)為2.33%~3.26%, 加標收回率為99. 12%~104. 18%,測定辦法精確可靠。
這兒需求著重的是,該法選用+二烷作內標物,正十二烷和萘在105°C*不能別離,在90°C和120°C兩 個組分出峰次序倒置[19],在設定柱溫時應加以留意。 2.2三混油剖析
三混油是焦油加工進程中的重要中心產品,三混 油質量的調整直接影響工業(yè)萘及洗油的質量和功率。 三混油傳統的剖析辦法為蒸餾結晶點法。跟著焦油加 工量的添加和對精細化出產的要求,蒸餾-結晶法因 精確度差和費工費時,損害查驗人員健康而逐步被氣 相色譜法替代,各焦化廠對三混油的氣相色譜剖析各 有特色。蔣冬林等[開發(fā)的剖析三混油的氣相色譜 法,選用了 SE-54毛細管柱,面積歸一法核算三混油 各組分成果,偏重核算了色譜和蒸餾相對應的210C 前、230C前餾出量。姜寶峰等選用了己二酸乙二醇 聚酯[E GA ]為固定液的填充柱,用面積歸一法核算組 分含量,并推導出苯甲腈含量和蒸餾法初餾點的線性 聯系及芴含量和干點溫度的聯系。筆者通過實驗認 為,毛細管柱比填充柱對三混油各組分有著更好的分 離作用,運用面積歸一法可較為精確地核算出三混油 中各組分含量,芴含量和干點溫度在小規(guī)模內呈線性 聯系,在干點溫度升至295C以上,因為色譜圖中芴 后呈現了菲、蒽等物質,干點溫度越高,芴含量越低, 破壞了這種線性聯系。依據宣鋼焦化廠實踐經驗,芴 加上芴后一切組分總量與干點有著較好的線性聯系。 筆者開發(fā)了合適宣鋼焦化廠的三混油氣相色譜法,使 用安捷倫HP-5毛細管柱,歸一法定量,用Excel制圖 和計算東西,推導出三混油色譜剖析數據和三混油蒸 餾數據的對應聯系,運用后取得了較好作用。 2.3洗油剖析
洗油是三混油提取工業(yè)萘后的產品,約占煤焦油 的4. 5%~6. 5%,洗油餾分首要用于洗刷吸收煤氣中的 苯族烴和從中提取各種化工產品。姚潤生等_樹立 了剖析煤焦油中洗油組分的氣相色譜剖析辦法,以無 水乙醇作溶劑,SE-32弱極性毛細管柱,FM檢測器進 行剖析,以洗油中的首要組分的剖析純試樣制造規(guī)范 樣品,并作作業(yè)曲線,外標法測定洗油中各首要組分 含量。因為大部分焦油加工企業(yè)更重視洗油中萘含 量,在實踐作業(yè)中可用外標法測定萘含量。宣鋼焦化 廠在洗油檢測中,選用丙酮作溶劑,HP-5毛細管柱, 面積歸一法測定洗油中萘含量和芴前含量之和(蒸餾 法300C前含量),測定成果精確安穩(wěn),更合適于中心 操控剖析的需求。 2.4粗酚分析
文獻中對粗酚氣相色譜的研討較少,苯系物,選用DB-WAX毛細管柱、FID檢測器檢測廢水
粗酚是焦油加工的副產品,因為粗酚組成較為復 發(fā)的氣相色譜法剖析粗酚中的酚含量,運用PBOB液 晶柱和FM檢測器,以1,2,4-三甲苯為內標物的內 標法測定粗酚中17個首要組分的含量。在工廠實踐 運用中,這17種酚的色譜純(或剖析純)物質在收購 上有一定困難,并且粗酚相對焦油工業(yè)其他產品產值 較小,因而各廠在粗酚的工業(yè)剖析上,首要采取冶金 職業(yè)規(guī)范《粗酚中酚及同系物含量的測定辦法》(YB/T 5080-1993)。
焦油深加工產品的氣相色譜剖析
近年來,焦油加工除提取工業(yè)萘外,深加工展開 方興未艾,許多廠家陸續(xù)展開了工業(yè)苊、p-甲基萘、 異喹啉、粗蒽等產品的提純和深加工,相應地也展開 了這些項意圖氣相色譜剖析。因為這些新式產品的分 析辦法沒有國家規(guī)范版的氣相色譜法,各廠家依據實 際狀況擬定的辦法各具特色和實用價值。劉翠華 選用了毛細管柱別離洗油中的工業(yè)苊,外標法定量, 測定成果具有較好的精確度和精密度。趙新春_選用 氣相色譜法測定P-甲基萘含量,使用聚乙二醇-20M 為固定液的填充柱,能夠使a-甲基萘與P-甲基萘 *別離,定量辦法為外標法,收回率大于99.60%, 相對規(guī)范誤差為0. 375%,可滿足剖析要求。陳旭等用氣相色譜法測定異喹啉純度,選用ApiezonL為固 定液的填充柱,校對歸一法測定異喹啉濃度。王俊廣 等選用氣相色譜法測定粗蒽中蒽含量,該法運用了 DB-5毛細管柱、FID檢測器和程序升溫,以氯代苯為 溶劑,吩嗪為內標物,內標法對蒽含量進行測定,樣品 的收回率為98. 43% ~ 100. 73%,相對規(guī)范誤差為 0.111%~0.911%。
焦化環(huán)保氣相色譜剖析
閆俊杰:氣相色譜剖析技能在焦化工業(yè)中的運用開展
焦化廢水常用化學剖析法剖析,跟著氣相色譜的 遍及和環(huán)境科學的展開,部分科技人員開發(fā)了相關污 染物的氣相色譜法。酚類化合物是焦化廢水的首要污 染物質,已列入環(huán)境中首要監(jiān)測的有機污染物,秦樊 鑫等[28]開發(fā)了氣相色譜法測定工業(yè)廢水中蒸發(fā)酚替 代了分光光度法,該法選用了 FFAP大口徑彈性石英 毛細管柱和電子捕獲檢測器,在樣品處理上選用溴液 衍生后,用環(huán)己烷萃取別離,分取部分萃取液作氣相 色譜剖析,測得其收回率在87% ~90%之間,相對規(guī)范 誤差在4. 0%~7. 0%之間。水中苯系物也是焦化企業(yè)廢 水常見污染物,葉露等開發(fā)的二硫化碳萃取毛細管 柱氣相色譜法測定水質苯系物,以二硫化碳萃取水中
中苯系物,平均收回率在8?%~102%,相對誤差小于7. 3%。 4結 語
各廠家依據自己的出產要求,開發(fā)了不同的氣相 色譜剖析辦法并在實踐中得到了杰出的運用。從現在 狀況看,各項意圖氣相色譜剖析辦法短少國家規(guī)范或 職業(yè)規(guī)范。跟著氣相色譜的展開,商品化的毛細管柱 因其杰出的對復雜有機物的別離功率已逐步替代填 充柱。一些*的樣品處理技能(溶液萃取,固相萃 取,固相微萃取,頂空別離技能、吹掃-捕集法等)和 氣相色譜剖析技能(頂空氣相色譜法和全二維氣相色 譜等)擴展了氣相色譜運用規(guī)模。未來仍需擴展氣相 色譜技能運用的規(guī)模,進步已有技能水平,也需進一 步研討新的剖析課題,以滿足焦化職業(yè)展開對剖析工 作的要求。
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