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上海斯邁歐分析儀器有限公司
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Agilent 7890B 氣相色譜儀分析汽油中的苯和甲苯
2022-6-15 閱讀(1898)
摘要：本文介紹了配有柱中反吹配置的 Agilent 7890B 系列氣相色譜儀對成品汽油中的苯和甲苯進行的分析。將不帶吹掃功能的微流控 (CFT) 分流器置于第一根色譜柱 30 m × 0.25 mm，0.25 µm HP-1 和第二根極性柱 30 m × 0.25 mm，0.50 µm HP-INNOWax 之間。以氫氣為載氣在 80 °C 下進行等溫分析。使用配有限流器的 Aux EPC 消除中點壓力。采用雙通道配置，用第二個 FID 監視第一根色譜柱或預柱的色譜分離。采用 HP-INNNOWax 對苯和甲苯進行了良好分離，不受烴類化合物或乙醇的干擾。采用兩個 FID 進行檢測。
引言按照 ASTM D3606 方法規定采用氣相色譜測定汽車和航空汽油中的苯和甲苯，被廣泛用于認證。[1] 該方法采用非極性填充柱進行沸點分離，辛烷洗脫后進行反吹。然后用填充或微填充的 1,2,3-三（2-氰乙氧基）丙烷 (TCEP) 極性柱從非芳香烴類分離芳香烴。雖然該方法非常可靠，但也會因現代燃料中含有乙醇而受到影響，因為乙醇與苯的分離度較差。而且，TCEP 柱長期使用后可能出現保留時間漂移的問題。毛細管柱可以為 D3606 類分離提供更可靠而穩定的分析，使新配方汽油中的苯與乙醇*分離。在本研究中，我們用 HPINNOWax 極性柱代替毛細管 TCEP 柱。INNOWax 柱非常適用于這類分析，因為它與 TCEP 柱不同，沒有高沸點烴類的可變性和敏感性問題。我們將 CFT 裝置連接在 7890B 系列氣相色譜儀的AUX 模塊上，為 INNOWax 柱和反吹定時控制提供氫氣載氣流的精確控制。
實驗圖 1 為本研究所用單通道系統的示意圖。在這里，我們用一個Ultimate 吹掃兩通接頭控制中點的壓力和流量。圖 2 顯示了雙通道系統的簡單框圖，這里配置了柱 1（預柱監視器）。這里使用了兩個不帶吹掃的分流器，第一個分流器與帶吹掃的 Ultimate 兩通接頭具有相同的功能。采用 1/16 英寸不銹鋼管線和 1/16 英寸siltite 密封墊圈將 AUX 模塊與第一個分流器連接。然后，第二個分流器將等量的樣品導入兩個 FID 中。在這里，可以用一個預柱監視器設置反吹的時間。甲苯洗脫后，使 HP-1 預柱中的氣流反向。用異辛烷和正壬烷混合物來確定反吹時間。如果正壬烷剛好從色譜圖上消失，而異辛烷保持完整信號，則反吹時間正確。
內標 2-丁醇與苯*分離。采用圖譜質量標準的標準品建立了苯和甲苯的 7 點校正曲線。該標準品中包含 10.00% 乙醇、4.01% 2-丁醇、0.06%–5.00% 苯、0.50–20.0% 甲苯，溶解于異辛烷。進樣前，在每個未知樣品中加入 2-丁醇，濃度為 4 vol%，在汽油中加入 40 µL 2-BuOH，2 mL 自動進樣器樣品瓶中最終體積為 1 mL。出于安全考慮，將 AUX 限流器流出氣體和多模式進樣口 (MMI)分流氣體排放到實驗室外部通風口，確保氫氣不進入實驗室。用 MMI 以溫度編程分流模式將樣品導入。該進樣口也很適用于反吹方法。已經證明，氫氣作為載氣是氦氣的良好替代品。而且，還可以利用氫氣的某些速度優勢。分析所用的一般參數列于表 1。
結果與討論如圖 3 和圖 4 所示，苯和甲苯的校正曲線呈線性。苯和甲苯的相關系數分別為 0.9995 和 0.9997。我們對泵汽油低和高辛烷樣品進行了分析。所有樣品均含有乙醇。
采用圖 2 中雙通道配置得到的色譜圖見圖 6。可以用監視器通道觀察反吹時間的變化，特別是在運行用于優化定時的標準品時，如異丁烷/正壬烷混合物。溫度為 80 °C 時，0.75 m 限流器的保持時間僅為 0.003 分鐘。雖然顯示仍保留有一定的烴類，但限流器到 FID2 的洗脫時間非常接近通過監測所需校正化合物設置反吹時間所需的時間。另外，可在 OpenLab CDS 上安裝反吹向導軟件，指導用戶設置反吹方法，調整反吹時間。
在圖 7 中，我們將校正所用的其中一個圖譜質量標準品與 93 辛烷汽油樣品的色譜圖進行了疊加，以顯示乙醇的位置，并證明對苯的測定沒有干擾。
2 顯示了在同一個系統上分析三個單獨制備的汽油樣品（樣品加內標）的重現性。這些單獨制備的樣品的結果顯示苯和甲苯的測定具有非常好的一致性，差異只有 2% 或更低。三個樣品來源于不同的加油站。
結論用毛細管柱和中點壓力 CFT 裝置代替現行的 ASTM D3606，是一種測定汽油中苯和甲苯的簡便可行的解決方案。氧化物不干擾苯的定量。雖然用毛細管 TCEP 柱可以代替 INNOWax 第二根色譜柱進行成功分離，但可靠性和保留時間穩定性卻不如 wax 柱好。當前正在開發中的 ASTM D3606 擬修訂版“采用氣相色譜測定成品汽車和航空汽油中苯和甲苯的測試方法"中，所使用的配置與本應用報告中所報道的配置相似。
