煤氣是由多種可燃成分組成的一種氣體燃料。煤氣的種類繁多，成分也很復雜。粗苯是煤熱解生成的粗煤氣中的產(chǎn)物之一,經(jīng)脫氨后的焦爐煤氣中回收的苯系化合物，其中以苯含量為主，稱之為粗苯。一般煤氣中苯族烴含量控制在3～5 g/m3，這一指標對大型焦化廠的粗苯回收是經(jīng)濟合理的。因此測定塔后煤氣粗苯含量很必要。下面探討用氣相色譜儀測定煤氣中的粗苯。
2 氣相色譜儀實驗部分
2.1 實驗儀器及試劑
GC－7800 型氣相色譜儀；1 μL、10 μL 及100mL 注射器；ES301 色譜柱；純度99.99%的氫氣，純度99.995%的氮氣，干燥無油的壓縮空氣；10 mL 及50mL 容量瓶。十二烷（二硫化碳，分析純）；苯（要求純苯含量不低于99.8%）。
2.2 氣相色譜儀實驗方法
2.2.1 色譜條件
FID 檢測器載氣為氮氣，30 mL/min；柱溫80 ℃?？諝?00 mL/min；汽化室溫度160 ℃；氫氣30 mL/min；檢測室溫度160 ℃。升溫程序：初始溫度80 ℃，初溫保持時間5 min，升溫速率20 ℃/min；
終溫140 ℃，終溫保持時間6 min；基線BAS2。
2.2.2 外標樣的配制
1）用100 mL 注射器先取20～30 mL 不含苯的空氣，將橡皮塞塞住注射器出口；再用10 μL 注射
器取4 μL 純苯注入100 mL 注射器內(nèi)，待苯全部揮發(fā)后，拔去橡皮塞用空氣稀釋到100 mL，再用橡皮塞住針頭，借助注射器內(nèi)配置的小片薄鐵片使之混合。該樣品苯的質(zhì)量濃度為35.2 g/m3。
2）準確稱取一定量的純苯于容量瓶中，用十二烷（也可用二硫化碳）稀釋到刻度，搖均保存。要求配制的外標樣中的苯含量盡量和樣品中的苯含量接近，一般粗苯中純苯含量在55%～75%之間。
外標樣苯的質(zhì)量分數(shù)計算式為：w＝V1/V2×100，
式中：w為外標樣的質(zhì)量分數(shù)（%），V1為純苯的體積（mL），V2為配制外標樣的總體積（mL）。
2.2.3 方法的建立
*次進樣實驗，只需修改采樣結束時間即可進樣采集數(shù)據(jù)，此實驗時間可改為15 min。調(diào)整氣相色譜儀達到儀器條件，待整機穩(wěn)定后，用注射器準確進2.2.2 中1）樣1 mL，在同一色譜條件下進樣“采集數(shù)據(jù)”，同時按下“程序升溫”。外標樣的譜圖見圖1。分析結果如下：外標樣樣品保留時間1.965 min，峰高136 318.703 mV，峰面積1 884 000.125，苯含量35.200 0 g/m3。
氣相色譜儀在線色譜工作站中方法的建立：
1）選擇“方法”頁簽中“采樣控制”，輸入采樣時間15 min。其他按
需要填寫。
2）選擇“積分”點擊“面積、外標法”。
3）編輯組分表：選擇“組分表”頁簽，單擊右側的“譜圖”按扭，調(diào)出標樣譜圖，單擊“全選”編輯組分 表，從外標樣譜圖知有1 個高峰，因為外標樣是用空氣配入苯，因此可確定保留時間1.965 min 時的峰是苯，在此輸入峰名“苯”。4）校正，單擊“組分含量”輸入此標樣苯的濃度35.2 g/m3。“重復次數(shù)”輸入3。
5）加入標樣，選擇“加入標樣”調(diào)出標樣譜圖進行校正，重復3 次后點擊“校正完畢”保存方法，稱方法1。這樣焦爐煤氣中苯含量的方法就建立了。準確抽取2.2.2 中2）標樣0.2 μL 進樣，“采集數(shù)據(jù)”同時按下“程序升溫”。建立粗苯中苯含量的方法，本方法與方法1 不同之處是步驟4），單擊“組分含量”輸入此標樣苯的質(zhì)量分數(shù)w。“重復次數(shù)”輸入3。其他步驟與方法1 相同，此方法簡稱為方法2。
2.3 氣相色譜儀樣品的測定
方法建立后，即可對樣品進行測定，以塔前煤氣為例，用多功能氣體軟袋準確進1 mL 樣品，進樣“采集數(shù)據(jù)”，同時按下“程序升溫”。到離線工作站中打開樣品譜圖，加載方法1，預覽，得到樣品譜圖和分析結果見圖2、表1。
3 氣相色譜儀分析結果與討論
1）粗苯中粗苯和苯的比例系數(shù)（K）的確定。為了得出焦爐煤氣中粗苯的含量必須要確定粗苯中粗苯和苯的比例系數(shù)（K）。準確抽取0.2 μL 的合格粗苯，進樣，采集數(shù)據(jù)，同時按下“程序升溫”。到離線工作站中，打開粗苯樣的譜圖，加載方法2，預覽，可以得到粗苯中苯的含量，進而確定比例系數(shù) K。在實驗中取合格的粗苯進樣，采集數(shù)據(jù)，得到粗苯中苯的質(zhì)量分數(shù)為75%，則K為1.33。
2）苯含量換算成粗苯含量。用色譜法測出煤氣中的純苯含量，可將其換算成粗苯含量。試驗測得樣品中苯的質(zhì)量濃度為28.361 7 g/m3，則煤氣中粗苯的質(zhì)量濃度為37.72 g/m（3 1.33×28.361 7）。
3）要得到標準狀況下每立方米煤氣中的粗苯含量，還應按氣壓、溫度進行換算，換算式如下：
式中：Y0為標準狀況下煤氣中粗苯含量，g/m3；Y為煤氣中粗苯含量，g/m3；V0為1 m3煤氣換算至標準狀況下的煤氣體積，m3；P為取樣時的大氣壓力，133.322Pa；b 為煤氣與大氣壓力差；W為t ℃時飽和水汽分壓，133.322 Pa；t為煤氣平均溫度，℃。用同樣的方法可以測定洗苯塔后煤氣中的粗苯含量。色譜法與冷凍法、活性碳法相比較相對誤差都在5%以內(nèi)。利用此方法測定煤氣 中粗苯的含量，比例系數(shù)K 是產(chǎn)生誤差的一個重要原因，K 值隨著粗苯中苯、甲苯、二甲苯的相對比例的變化而不斷變化，為求準確應該經(jīng)常用粗苯產(chǎn)品來校驗K 值。所使用的外標樣的濃度越接近樣品的濃度所測定的結果就越準確。重復對樣品進行測定，兩次平行誤差不應超過5%。取煤氣的氣袋必須用多功能氣體軟袋，因 為常規(guī)的取煤氣用的膠囊對苯有很強的吸附力，嚴重影響測定結果的準確性。
4氣相色譜儀-討論
試驗證明，所用的色譜柱不同，儀器所設的條件不同，各組分的峰值也不同，所以每次更換色譜柱或改變色譜條件都要重新做標樣校對。用氣相色譜法直接測定煤氣 中粗苯的含量，一般方法建立起來以后，如果色譜柱的性能良好的話，2 個月左右校正1次標樣即可。測定1 個樣品，只需15 min 就可以出結果。為力求準確，一般平行進樣2、3 次來確定結果，進樣后儀器自動分析并顯示出結果。用氣相色譜法測定煤氣中粗苯含量具有樣品用量少、分析速度快、靈敏度高、操作簡單、安全可靠等優(yōu)點。
色譜技術經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)成為一種常規(guī)的分析檢測技術，在社會上各個領域被得到廣泛的使用，氣相色譜儀又是一種色譜技術應用得較多的一種儀器，基本上每個實驗室都會配備一臺或者幾臺氣相色譜儀，氣相色譜儀的應用領域廣泛，設計的領域包括有《食品，環(huán)境，化學?；?，醫(yī)療，生物。等等》。氣相色譜儀的廠家也是很多。市面上各類品牌繁多，那么我們在購買氣相色譜儀應該怎么選擇合適的呢？下面為大家推薦購買氣相色譜儀需要注意那些因素。
一、被分析樣品情況：
1.樣品本身的組成和狀態(tài)，是氣態(tài)，液態(tài)，固態(tài)還是混合態(tài)，能直接用氣相色譜儀分析嗎？
2.被測組分是熱不穩(wěn)定，易分解，還是易催化反應。時間，溫度，壓力等變化是否會引起被測組分的變化；
3.樣品中是否有煙塵，懸浮物，高佛點組分和有腐蝕性成分。以考慮樣品如何采集獲得，如何進行樣品的預處理；
4.樣品來源容易嗎？允許樣品的消耗量，有利于選擇進樣方式；
5.不需分析的組分及大致的濃度范圍；
6.每天需要分析樣品的次數(shù)，兩次分析的間隔時間；
二、分析的目的：
1.做定性分析：被分析組分已知或未知，有無標準物？
2.定量分析：在那個范圍—常量（10-1`~10-3）；半微量（10-3~10-5）；微量（10-5~10-7）；痕量（10-6~10-9）或超痕量（≤ 10-9）
3.定量精度和分析準確性，若是半定量要求就簡單的多。
三、購貨單位的定位：
1.科研院所——要求高；
2.監(jiān)測和分析中心——準確可靠；
3.第一線的現(xiàn)場分析用——重復再現(xiàn)；
4.同一種樣品，從理論上講可能有用多種儀器的分析方法，從儀器的性能/價格比，操作特性，維修服務多方比較，列出選用氣色譜儀分析的理由。
5.咨詢尋找有無被分析樣品的國標，行標，企標或國外有關參考資料，若有，在標準中會給出在一般場合下，應使用儀器的功能和技術要求。
6. 本工作單位的周圍有無做同類樣品的分析者，若有對選型和日后建立色譜分析方法會有直接幫助；
7.搜集各種類型的氣相色譜儀（含附件）的樣本和資料，給最終選型做基礎準備工作；
8.任務是長期？還是短期的？因任務不同決定投資多少，選用何種儀器？是否要作長期打算？
9.現(xiàn)有條件如何？對于一件新的分析任務有許多單位，現(xiàn)有的儀器經(jīng)適當改造，重新建立分析方法，完全可以勝任工作；若條件具備，沒有理由再做大的投資購買新儀器設備；
10.考慮到所選儀器設備的工作效率，運行成本
按照氣相色譜儀氣路操作步驟，順次調(diào)節(jié)各流路控制閥，如果無論怎么樣調(diào)節(jié)穩(wěn)流閥或流路控制針閥，氣體流量都不能上升至預定值，即可認為是流量太小或流量無法調(diào)大故障。當檢測儀器出現(xiàn)此類故障時可進行如下操作排除故障：
1、直觀檢查 首先檢查儀器系統(tǒng)是否有明顯的漏氣聲。如果聽不到漏氣聲則轉入3進行。 2、查漏 聽到有漏氣聲之后，可依照聲音發(fā)出的方向逐步定位。此時可利用皂液的涂抹進一步確定漏氣的發(fā)出。找到地方及時堵漏?！ ?、柱前壓觀察 觀察柱前壓指示表的數(shù)值大小，可迅速判斷是氣源引起的故障還是儀器內(nèi)部氣路堵塞造成的。如果是柱前壓太低說明氣源需要檢測，如果柱前壓正常則需要檢測儀器內(nèi)部氣路?！ ?、鋼瓶高壓檢查 打開鋼瓶高壓閥后，觀察高壓表指示，壓力應在1~15MPa之間。如果在1MPa以下，停用該鋼瓶換氣； 5、減壓閥上低壓輸出檢查 調(diào)節(jié)減壓閥看鋼瓶上低壓表指示能否調(diào)到0.25~0.6MPa之間。如果正常，可能是過濾器接頭有堵塞或者是儀器上的穩(wěn)壓閥有問題，此時應按6進行；如果壓值不正常，則說明減壓閥有問題，需要進行7操作?！ ?、過濾器堵塞及穩(wěn)壓閥檢查 將過濾器出口到儀器氣源入口處的接頭緩慢旋開，觀察是否有較強的氣流從接頭處跑出。如有，則說明過濾器未堵塞，穩(wěn)壓閥可能有問題。在確定穩(wěn)壓閥不出氣后，可進行拆卸與情緒，這可能是穩(wěn)壓閥內(nèi)閥針與閥座間堵塞所致。如清洗后閥仍不能正常工作，可以換一個新閥；在上面試驗中若無較強氣流從旋開的接頭中流出，需要檢查過濾器出入口前后可能堵塞之處； 7、減壓閥修理 在證明減壓閥故障之后，可拆卸修理減壓閥。由于減壓閥入口一側有高壓，因此如無修理經(jīng)驗，可以不要盲目拆卸，建議換用新閥。 8、停用，換氣 鋼瓶的壓力太小時，應立即停用，換新瓶或充氣。在過小的壓力下，不但氣源輸出不穩(wěn)，而且氣源中雜質(zhì)濃度將明顯增大，這對高靈敏度分析是特別不利的。另一個必須要注意的問題，是鋼瓶中的余氣，特別是氫氣鋼瓶的余氣不能隨便排放?！ ?、拆下柱入口氣路 將柱入口處氣路接頭拆下，觀察流量計中轉子是否能上升到最上端。如果可以說明柱前氣路正常，轉入10進一步檢查；如果不能說明柱前氣路有堵塞，進行11檢查?！ ?0、拆下柱出口端 將柱子入口接回原氣路中后，再將柱出口側接頭拆下，此時觀察轉子流量計中的轉子是否能調(diào)到預定值。如果可以，將判定柱后管路及檢測器有堵塞，需按11進行處理，如果轉子仍調(diào)不上來，則可認為柱填充過緊，按12進行?！ ?1、堵塞檢查與排除 在判斷為柱后管路或檢測器堵塞時應進行排除和清洗?！ ?2、柱填充太緊 柱填充過緊的主要原因是載體粒徑太小，造成過大的氣阻所引起。在適當采用目數(shù)小一些的載體或色譜柱的長度后可使流量上調(diào)到預定值。， 13、查下流量計出口接頭 將轉子流量計出口端氣路旋開后，觀察轉子是否能升到最高端。如果可以，則判定進樣、汽化器氣路堵塞，按14處理；如果轉子仍不能升到最高端，可認為流量閥損壞或流量計入口管路有堵塞，此時按15進行?！ ?4、進樣口堵塞 進樣器堵塞可按注射器的清洗步驟進行?！ ?5、流量閥與管理堵塞 用分段試堵，將很快判定是否流量管理產(chǎn)生了堵塞。如有，按氣路管路的清洗進行；如流量計前管路正常，可拆卸流量控制閥進行清洗。
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