GC-FPD测定粗苯中二硫化碳及噻吩含量

王 永 苗

（国家煤及煤化工产品质量监督检验中心，山西 太原 030012）

GC-FPD测定粗苯中二硫化碳及噻吩含量

王 永 苗

（国家煤及煤化工产品质量监督检验中心，山西 太原 030012）

建立了气相色谱法测定粗苯中二硫化碳及噻吩含量的分析方法。将粗苯以甲醇为溶剂稀释，采用GC-9A岛津气相色谱分离，FPD检测器检测，指数法分别对粗苯中的二硫化碳、噻吩进行定性定量分析。该方法分离效果好，测定的结果具有良好的准确度和精密度，整个试样分析时间不超过6 min。

粗苯；气相色谱法；二硫化碳；噻吩

随着我国有机合成业的迅速发展，国内对工业纯苯的需求越来越大，而石油资源日益紧缺，这严重制约了石油粗苯的产量。因此焦化粗苯作为纯苯的另一个来源就显得越来越重要。同时由于对环境质量要求的提高，世界各国对于焦化苯中硫含量的限制也变的越来越严格。

在我国现有的煤焦行业中，产出的焦化苯中硫化合物的含量相对较高，需要经过加氢精制等工艺后才可作为纯苯使用。精制净化过程中最关键的是有机硫的脱除［1,2］。

因而准确测定粗苯、精制后的纯苯中二硫化碳、噻吩的含量，对选择更好的加氢脱硫催化剂和工艺条件有着十分重要的意义。

本文采用气相色谱一火焰光度检测器(GC—FPD)，以特制的填充柱作为分离柱，建立了焦化苯中硫化物、噻吩的分析方法，以特征二硫化碳、噻吩的保留时间为尺度，计算了焦化苯中二硫化碳的保留指数，为硫化物的定性提供了依据［3-6］，并对二硫化碳、噻吩这两种硫化物的含量进行了研究，取得了满意的效果。

1 实验部分

1.1 仪器配置

岛津GC-9A气相色谱仪；火焰光度检测器(flame photometric detector, FPD)；华爱N2000色谱工作站；采用特殊处理的GDX403色谱柱[4,5]，柱长3 m，内径3 mm；Agilent7683系列自动进样器；载气为99.99%高纯氮气。

1.2 定量原理

硫的有机化合物在富氢火焰中燃烧时，硫被激发而发射出特征波长的光谱。当硫化物进入火焰，形成激发态的S*2分子，此分子回到基态时发射出特征点蓝紫色光；这种特征光的强度与组份的含量均成正比，这是FPD的定量基础。特征光经滤光片滤光，由光电倍增管进行光电转化后，产生相应的电流。经放大器放大后记录下相应的色谱图[5]。

1.3 色谱条件

色谱条件见表1。

表1 色谱分析条件Table 1 Analysis conditions of gas chromatography

1.4 标样处理及样品的配制

1.4.1 样品处理

以焦化苯样品为例，因在我国现有的煤焦行业中，产出的焦化苯中硫化合物的含量相对较高[1]，首先对样品进行总硫含量的分析，然后再稀释处理。根据总硫含量大致推测二硫化碳、噻吩含量的范围，用甲醇稀释相应的倍数，使其测量的数据落在所作的标样曲线范围内。

1.4.2 标样配制

标样A：用移液枪取5.0μL二硫化碳标准物，用甲醇溶解定容于10 mL容量瓶中，摇匀，作为a校准溶液；再取1 mL的a校准溶液和2.0μL的噻吩用甲醇溶解定容于10 mL容量瓶中，摇匀，作为b校准溶液。

标样B：取一定量b标样用甲醇稀释10倍。

标样C: 取一定量b标样用甲醇稀释50倍。

标样D: 取一定量b标样用甲醇稀释100倍。

1.5 试验方法

按表1.3色谱条件调整色谱仪，待仪器稳定后，用Agilent7683系列自动进样器注入校准溶液0.5μ L，平行测定两次。取峰面积的平均值，用指数法作硫化物含量的标准曲线[4]，再注入0.5μL的样品溶液，平行测定两次。通过试样的峰面积与标准曲线，计算其含量。(典型样品见图1所示）。

图1 典型样品色谱图Fig.1 Chromatogram of typical sample

2 结果与讨论

2.1 粗苯中硫化物含量的计算

粗苯中的二硫化碳与噻吩质量分数X（mg/kg），按式（1）计算：

式中：

Vi——稀释后样品中CS2或C4H4S的体积分数，μL/L；

ρi——20℃时CS2或C4H4S的密度，g/mL；

ρb——20℃时苯的密度，g/mL；

n ——样品的稀释的倍数。

2.2 校准曲线

以峰面积响应值的对数为横坐标，硫化物浓度对数为纵坐标，绘制校准曲线见图2-3。整个色谱系统操作正常，且线性关系良好。

图2 二硫化碳工作曲线Fig.2 The carbon disulfide working curve

图3 噻吩工作曲线Fig.3 The thiophene working curve

2.3 加标回收实验

为了对方法的准确性进行确定，在优化的色谱条件下对纯苯中噻吩进行加标回收率实验。噻吩要用移液枪稀释到一定的倍数，再加入纯苯样品中，计算好加入的量。然后根据谱图数据所得结果计算其回收率，方法准确度为96.52%～102.35%。

2.4 精密度试验

将稀释25倍和50倍粗苯样品重复测定6次，考察该色谱测定方法的精密度。取置信度95%，进行数据分析及取舍，结果如表2所示。

3 结 论

采用气相色谱法测定粗苯中二硫化碳、噻吩含量，整个试样分析时间不超过6 min，测定方法简单、快速，方法准确度、精密度均达到国家[7]规定的标准，是一种能较理想测定粗苯中二硫化碳、噻吩的有效方法。

表2 精密度试验数据Table 2 Test data of precision (n=6)

［1］田恒.焦化粗苯加氢脱硫研究[D].武汉理工大学硕士学位论文, 2004．

［2］姚占强,任小坤,等.焦炉煤气综合利用技术新发展[J]. 中国煤炭, 2009, 35(3)：71-75．

［3］丁雅平. GC-FPD测定天然气中的硫化物[J].气体净化, 2012,12(2)：3-6．

［4］王华兰. 气相色谱法测定苯中噻吩含量[J]. 燃料与化工, 2009 ,40(1):52-53.

［5］马秀东 邹洪娜 白淑梅. 苯中噻吩含量的色谱测定方法[J]. 山西化工, 2010(3): 43-45.

［6］李志平,马伟棉.气相色谱法测定苯中噻吩含量[J]. 河北化工, 2006, 29(4):48-49．

［7］GB/T 14326-2009苯中二硫化碳含量的测定方法[S]. 中国标准出版社,2010．

Determination of Carbon disulfide and Thiophene Content in Crude benzene by GC-FPD Gas Chromatography

WANG Yong-miao

(National Center of Supervision and Inspection for Coal and Coal Chemical Product Quality,Shanxi Taiyuan 030012, China)

A chromatography method for determination of carbon disulfide and thiofuran content in the crude benzene was established. The method used methanol as the solvent, and crude benzene was separated by GC-9A gas chromatography, and was determined by FPD detector and qualitative and quantitative analysis of the carbon disulfide and thiofuran was carried out by the index method. The results show that, the method has good separating effect, accuracy and precision, the whole analysis process only needs less than 6 min.

Crude benzene; Gas chromatography; Carbon disulfide; Thiofuran

TQ 052

： A

： 1671-0460（2015）02-0438-03

2014-09-14

王永苗(1980-)，女，山西太原人，工程师，硕士学位，2007年毕业于太原理工大学应用化学专业，主要从事石油产品及煤化工产品质量检验， Email：wangxiaomiao917@163.com。