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基于气相色谱法对汽油中苯含量的测定研究论文

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2024-10-23 10:12:57    来源:    作者:liziwei

摘要:在国Ⅵ质量标准降低汽油中苯的含量,将苯体积分数由≤1%调至≤0.8%后,为保证油品质量,需要做好汽油中苯含量的测定。结合各测定方法的差异性,本文将应用气相色谱仪(双柱串联-反吹系统)对汽油中苯的含量进行分析。为此,对实验仪器、试剂及色谱条件进行概述;基于实验原理分析标准曲线测定、检出限测定、准确度测定、精密度测定等实验过程;最后进行实验结果的讨论,《车用汽油和航空汽油中苯和甲苯含量测定法-气相色谱法》(SH/T 0713—2002)可对汽油中苯含量进行测定。

    摘要:在国Ⅵ质量标准降低汽油中苯的含量,将苯体积分数由≤1%调至≤0.8%后,为保证油品质量,需要做好汽油中苯含量的测定。结合各测定方法的差异性,本文将应用气相色谱仪(双柱串联-反吹系统)对汽油中苯的含量进行分析。为此,对实验仪器、试剂及色谱条件进行概述;基于实验原理分析标准曲线测定、检出限测定、准确度测定、精密度测定等实验过程;最后进行实验结果的讨论,《车用汽油和航空汽油中苯和甲苯含量测定法-气相色谱法》(SH/T 0713—2002)可对汽油中苯含量进行测定。

  关键词:气相色谱法;苯含量;测定

  0引言

  对于气相色谱法而言,具有灵敏度高、分离效率高、分析速度快等优点,可以对多组分混合物进行分离,进行物质定性和定量的分析,目前在环境保护、食品检验和石油加工中有着广泛应用。结合汽油中苯的存在而言,一方面可以提高汽油中的辛烷值,进而增加燃油品质,另一方面也会有较强的致癌作用,因此有必要做好车用汽油生产中的苯含量的测定工作。下面将具体分析苯含量测定中,基于反吹系统的双柱串联气相色谱仪的应用效果,以期望可以有效控制汽油中的苯含量,更好发挥燃油价值。

  1实验准备概述

  1.1主要仪器、试剂

  仪器如下:Agilent Technologies 7890B GC System;容量瓶(25 mL);移液枪(50μL)。试剂如下:异辛烷(纯度99%);FJ-3色谱参考样(苯);丁酮(内标物);汽车样品(市售车用汽油)。

  1.2色谱条件设计

  色谱条件可以参考表1。

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  2实验过程分析

  2.1实验原理

  在进行试验中,其原理可以从以下步骤进行解释:

  1)样品中的内标物选择将丁酮(MEK),完成内标物选择后将样品导入气相色谱仪中。

  2)当样品进行内标处理后,会经过色谱柱(含非极性固定相),这时样品组分能够基于沸点的差异,不断得到分离。需要注意的是,在辛烷流出后,还需进行非极性柱的反吹,能将沸点大于辛烷的组分进行反吹处理。

  3)完成反吹后,借助分析柱中的强极性固定相TECP,可以对辛烷和轻组分进行分析,进而了解芳烃、非芳烃化合物的组成规模数量。

  4)最后应用火焰离子化检测器对流出的组分进行检测,同时要求使用记录仪对实验数据进行全面、精确的记录。当完成对峰面积的测量及依据内标物进行浓度计算后,可实现基于气相色谱法对汽油中苯含量的测定研究。

  2.2实验过程

  2.2.1测定标准曲线

  在进行标准曲线的测定中,一方面要结合内标标准曲线法合理设计实验流程,另一方面需要借助FJ-3苯标准溶液,组成苯体积分数分别为0.12%、0.67%、1.25%、2.50%、5.00%的样品。当完成流程设计和样品溶液配置后,借助上述SH/T 0713—2002中的苯测定方法,进行标准曲线测定试验。

  2.2.2测定检出限

  在测定中其方法是观察是否存在目标物,且其空白剂应用异辛烷。在具体的测定环节中,先预计苯体积分数检出限为0.1%,然后分别加入50μL苯、1 mL丁酮并用异辛烷定容至刻度,此时可进行样品(苯体积分数为0.2%)的配置。

  其次,要通过六次平行的测定对检出限进行计算。需要注意的是,若浓度大于或者小于计算方法的检出限,则应调整样品浓度并进行检出限的重新测定,同时也应对两批次方差的测定值进行计算,完成检出限测定。

  2.2.3测定准确度

  在精确度测定中,需要结合标准曲线的中间浓度点(1.25%),完成对苯含量回收率试验的精度测定。具体的操作步骤和注意要点需要参考SH/T 0713—2002中的苯含量测定方法,最后对测定方法进行应用精度讨论。

  2.2.4样品精密度的测定

  精密度测定中,也要对样品进行六次测定试验,其具体步骤为:25 mL容量瓶中加入1.0 mL丁酮;汽油样品定容到刻度;对样品进行充分的混合;借助上述测定仪器进行上机测定。

  2.3注意事项

  在进行测定实验中,需要确保测定环境满足上述实验规定,同时对测定仪器和人员进行一定的管理。人员方面进行培训和熟悉试验流程,仪器方面做好设备维护管理。

  3实验结果讨论

  3.1苯校准曲线

  其预定数值可以参考表2,在计算后,其苯的回归方程可以参考公式:y=1.960 9x+0.000 6,R2=1.0。同时结合数据进行校准曲线的设置,图1为校准曲线,在分析图1后有着明显的线性关系,可以当做样品测定中所应用的校准曲线,提高测定质量。

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  3.2检出限

  首先进行空白试剂(用异辛烷)的测定,结果中无目标物的出现。其次,借助HJ 168—2010中的方法,以苯体积分数检出限为0.1%进行样品的分析,然后对两倍含量预估值(苯体积分数0.2%)的样品进行六次测定,最后得到平行测定的数据(含苯体积分数0.2%),详情可以参考表3。结合数据进行精细计算后,苯样品六次平行测定结果的标准偏差SD为0.004 27%,结合公式计算得方法检出限(MDL)为0.013 4%,在该样品浓度测定超过方法检出限的10倍后,应调整样品浓度进行新的测定。重复上述步骤,再配置4倍的苯含量溶液(苯体积分数0.4%),再将100μL苯和1 mL丁酮加入容量瓶(25 mL)中,并在定容至刻度中使用异辛烷,进而得到苯体积分数0.4%的样品。进行六次平行测定,其测定结果可参考表4。

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  结合上述含苯体积分数0.2%、0.4%样品的六次平行测定数据,能分别得到其平均值(VA=0.195%、VB=0.389%)与方差(SA2=1.571×10-5、SB2=8.571×10-6),其方法检出限(MDL,在公式中将其表达为LMD)的计算参考公式(1)、式(2):

  LMD=t(VA+VB,0.99)×SP.(1)

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  式中:LMD为方法检出限(MDL)之值;T为自由度(99%置信度时t的分布);VA为批次差较大的自由度(nA-1);VB为批次差较大的自由度(nB-1);Sp为组合标准偏差;最后得出MDL为0.009 3,检出限较低。

  3.3准确度

  对苯标准样品(含苯体积分数1.25%)进行四次测定,其数据参考表5。在进行试验后,苯体积分数均值为1.257%、回收率100.5%,结合行业中其他的研究数据,具有较高的相似性,可证明气相色谱法(SH/T 0713—2002)具有准确、可信性。同时参考表5,测定结果无大幅度波动,整体的精密度及重复性较高,代表气相色谱检测系统较稳定。

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  3.4精密度

  对市售92号汽油样品进行重复测定,结果可得到汽油样品中苯体积分数测定值(n=7),其中样品1、2、3、4、5、6、7的苯体积分数精密度测试值分别为0.49%、0.48%、0.48%、0.48%、0.49%、0.50%、0.48%,同时在经过数据处理后,7份样品的平均值为0.49%、标准偏差为0.007、相对标准偏差为0.01%。

  4结语

  在基于气相色谱法对汽油中苯含量进行测定时,经过上述一系列的分析,可得出以下实验结论:苯校准曲线具有很好的线性关系,其相关系数为1;检出限为0.009 3%,远远小于0.1%;对标准样品(苯体积分数1.25%)进行准确度分析,回收率为100.6%;对92号车用汽油进行七次重复测定,平均值为0.49%,标准偏差为0.007,相对标准偏差为0.01%。在综合了解上述数据后,其气相色谱法(SH/T 0713—2002)能高效适用于汽油中苯含量的测定,利于提高汽油的整体质量,更好地发挥其价值。

       参考文献:

  [1]梁淑华,毛容妹,谭智毅,等.气相色谱法测定汽油中苯含量的不确定度评估[J].质量安全与检验检测,2020,30(5):12-14.

  [2]赵丽敏.气相色谱法测定汽油中苯含量的研究[J].河南化工,2019,36(6):51-52.

  [3]杜美玲,赵蕊.有关气相色谱法测定车用汽油中苯及甲苯含量阀切换时间选择的研究[J].中国标准化,2018(S1):241-244.