轻油的含量测定及与粗苯的比较

吕新哲 高志伟 张文婷 (河北省煤化工工程技术研究中心)

一、前言

轻油为煤焦油蒸馏过程中180℃前的馏出轻质组分，为棕红色液体，有特殊的臭味，密度不大于0.88g/cm3。由于其检验指标中没有相关组分含量的检测，本文论述了采用气相色谱法检测轻油和粗苯中的苯、甲苯、二甲苯以及乙基苯、苯乙烯、萘的含量测定方法及操作步骤，并对轻油和粗苯中的组成进行了对比分析，为今后我公司轻油并入粗苯及加氢生产过程中的工艺参数控制和调整提供数据参考。

二、测试原理

以高效色谱柱将样品分离成单个色谱峰，从色谱数据中读取每个峰的保留时间、色谱峰面积。以程序升温保留指数作为单体峰的定性指标。首先确认主参考峰，再按照主参考峰确认其他参考峰。在某种情况下，得不出正确的参考峰或参考峰离正确值太大时，说明实验条件有较大差异，检查色谱中出现的对绝对面积影响较大一些常见问题（如渗漏、堵柱）；在找不到原因，结果又重复的情况下，考虑重新设立参考峰。

根据内标标准曲线对照正葵烷峰面积计算校正因子测定含量。

根据外标标准曲线计算含量：W=A(W)/(A)

W与A分别代表在供试品溶液进样体积中所含i组分的重量及相应的峰面积；

(W)与(A)分别代表在对照溶液进样体积中所含i组分的重量及相应的峰面积。

三、实验部分

1、仪器和试剂

采用安捷伦7890A气相色谱仪，在室温下能恒温在35℃；二阶程序升温，峰保留时间的重复性优于0.3min；FID检测器；毛细管柱分流进样口；

色谱柱：HP-1毛细管柱60m×0.25mm×0.25μm ，交联甲基硅油产品号190911S-001；使用HP以外的色谱柱时除柱尺寸、固定液要一致，柱效要达到4500塔/m以上；

分析天平（感量0.1mg）；

WindowsXP以上的PC机，并配以工作站。

2、试剂

正己烷：色谱纯（不含苯、甲苯、乙基苯）

苯、甲苯：色谱纯

二甲苯、苯乙烯、乙基苯：优级纯

正癸烷：优级纯

萘：色谱纯

氢气、氮气、压缩空气

3、试验条件

程序升温，分流进样，进样量1：l。

毛细管分流进样口温度250℃。

载气为氮气，柱前压105kPa左右，恒温操作不要恒流操作。

分流量140ml/min。

积分条件：使用常规的积分条件。总峰数控制在150-250。

4、样品来源

轻油样品来自邢台旭阳煤化工，粗苯样品分别来自河北旭阳、邢台旭阳和中煤旭阳。

5、分析方法

由于二甲苯中含有一定量的乙基苯，故分别配制对照溶液。检测轻油和粗苯中苯、甲苯、二甲苯含量的测定方法采用内标法，乙基苯、苯乙烯、萘的含量测定方法采用外标法。

5.1 苯、甲苯、二甲苯含量的测定

粗苯中苯、甲苯、二甲苯含量的检验参见《粗苯中三苯含量的检验》。轻油中苯、甲苯、二甲苯的含量测定按照粗苯的检验方法检验，经对比谱图，由于二者含量差别明显，此方法已不适用于检验轻油，需重新调整如下：

精密量取20ml正癸烷于50ml容量瓶中，加正己烷稀释至刻度，摇匀，作为内标溶液。

精密量取2ml内标溶液至清洁干燥的25ml容量瓶中，分别加入约1g苯、1g甲苯、0.8g二甲苯，用增量法称重，称准至0.1mg，加正己烷稀释至刻度，摇匀，作为对照溶液1。

精密量取2ml内标溶液至25ml容量瓶中，加入轻油样品约3g，精密称定，加正己烷稀释至刻度，摇匀，作为供试品溶液1。

分别将对照溶液1和供试品溶液1注入色谱仪，求出各相应组分的校正因子，并计算样品中苯、甲苯、二甲苯的含量。

5.2 乙基苯、苯乙烯、萘含量的测定

分别加入约1.25g乙基苯、0.3g苯乙烯、0.25g萘至清洁干燥的25ml容量瓶中，用增量法称重，称准至0.1mg，加正己烷稀释至刻度，摇匀，作为对照溶液2。

量取约20ml轻油（或粗苯）于25ml容量瓶中，精密称定，加正己烷稀释至刻度，摇匀，作为供试品溶液2。

分别将对照溶液2和供试品溶液2注入色谱仪，根据相应的峰面积计算样品中乙基苯、苯乙烯、萘的含量。

6、结果与讨论

轻油中，三苯含量高达69.3%，最高时可达80%以上。另外做馏程分析可知，150℃前馏出量一般在90%以上，表明焦化轻油在加工粗苯过程中不含初馏分。在轻油配入粗苯生产三苯操作中应严格控制轻油初馏点与干点。轻油配入量一定不能过大，必须根据质量的变化调整进料口位置或增加回流量。

四、结论

轻油组成成份与粗苯相近，除苯和萘的含量较粗苯略低外，其它组份如甲苯、二甲苯、乙基苯等的含量都较粗苯中的高，并且其重组份含量较少，经适当配比完全可以并入粗苯中使用，在三苯回收率基本不降低的前提下，甲苯产量可大幅提高。富油含苯2～2.5%，贫油含苯0.2～0.4%。富油脱苯合适的方法是采用水蒸气蒸馏法。轻油测定中不饱和化合物和茚含量对三苯质量有一定影响，在取样分析中可定期外检，以作为洗涤和各塔操作工艺的数据参考。

[1]焦化甲苯中烃类杂质的气相色谱测定方法GB8038-87.