柴油中烃类组成检测方案(气质联用仪)

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2 引言 柴油是石油提炼后的一种油质的产物，它由不同的碳氢化合物混合组成，广泛用于大型车辆、船舰、发电机等。柴油的组成决定其性质和性能，而随着我国对于环保越来越重视，对于清洁燃料提出了对芳烃和多环芳烃的控制。因此，对于柴油中的烃类组成的分析，是柴油分析必不可少的分析项目。目前国内外关于柴油的烃类组分的方法主要有以下几种： ASTM D2425、SH/T0606中间馏分烃类组成测定法(质谱法) ASTM D5186柴油和航空燃料油芳烃和多环芳烃含量测定法(超临界流体色谱法) ASTM D6591、SH/T 0806、EN 12916 中间馏分芳烃的测定示差折光检测器高效液相色谱法 本实验采用Thermo Scientific ISQ质谱，依据SH/T0606方法，采用石科院的柴油烃类组成分析软件，分析柴油中的烃类、多环芳烃组成，结果准确，重现性完全满足并且优于标准方法要求。 仪器与试剂 Thermo Scientific ISQ质谱仪，气相为Thermo Trace1310配备了SSL(毛细柱进样口)和FID检测器； 进样口转换接头 cat.# 27185(RESTEK) 柴油标准品、固相萃取柱以及柴油烃类组成分析软件购买自中国石化科学研究院。 色谱条件 表1.典型仪器分析条件 检测器 火焰离子化检测器 质谱 色谱柱： TG-5MS 色谱柱长 30m 色谱柱内径 0.25mm 色谱柱膜厚 0.25 um 温度： 进样口 300℃ 检测器(FID) 350℃ 检测器(MS)-传输线 290℃ 检测器(MS)-离子源 300℃ 柱温 60℃(2min) -40℃/min-300℃(5min) 载气： 氦气 流速 恒流1.5mL/min 分流比： 30：1 进样量 1.0uL 溶剂延迟： 2min 扫描模式： Fullscan 50-300 色谱条件：色谱柱：TG-5MS 30mx0.25mm×0.25 um 2根；柱温：恒温60℃(2min ) -40C/min-300℃(5 min)；进样口温度：300℃；载气：氦气( 99.999%)，恒流模式，1.5mL/min；分流比：1：30；进样量：1pL； 质谱条件：传输线温度：290℃，离子源温度：300℃；溶剂延迟时间：2min，扫描模式： Full scan50-300 FID条件：FID 温度：350℃； Air： 350 mL/min；H2：35mL/min；nmakeup-N2：40mL/min 1.在固相萃取柱中加入0.5mL正戊烷。 2.待正戊烷被固定相完全吸附后，用0.25mL注射器吸取约0.1mL试样滴入固相萃取柱中的筛板上。 3.在固相萃取柱的样品出口下端放置一25mL锥形瓶，依次用2mL正戊烷和0.5mL二氯甲烷与乙醇体积比为5：1的混合溶液冲洗固定相，洗脱出其中吸附的饱和烃馏分，饱和烃馏分的洗脱液收集于此25mL锥形瓶中。待所加入的0.5mL二氯甲烷与乙醇体积比为5：1的混合溶液刚刚完全进入固定相时，更换另另25mL锥形瓶，再用2mL二氯甲烷与乙醇体积比为5：1的混合溶液冲洗固定相，洗脱出所吸附的芳烃馏分，芳烃组分洗脱液收集于此25mL锥形瓶中。洗脱速度控制在约为2mL/min。 4.用移液管分别向接收有饱和烃和芳烃冲洗液的25mL锥形瓶中准确加入1.00mL内标溶液，摇匀。 内标溶液的制备方法：称取约0.1g内标物(色谱纯的正三十烷或正三十二烷)溶解在150mL正己烷中。 分析结果与谱图 标准溶液分析结果 根据石科院分析要求，本实验需要一针进样，将样品分入两个检测器，FID和MS，因此需要采用转换接头。将原SSL进样口色谱柱连接接头更换为Restek PN27185，可以同时连接两根色谱柱，一根连接到FID检测器，一根连接到MS， 如下图所示： 图1色谱连接流路图 将色谱柱连接好后，取前处理得到的烃类样品进样，按照色谱条件测定，结果如下： 图2烃类质谱端谱图 mmel1 05 图3烃类FID端色谱图 将前处理得到的芳烃烃类样品，进样谱图如下： 图4芳烃类质谱端谱图 依照SH/T 0606方法将前处理得到的样品，连续进样4针，采用石科院软件进行数据处理得到结果如表2所示： 表2.柴油中间馏分重现性数据 序号 1 2 3 4 饱和烃(%) 77.7 77.6 77.7 77.7 芳烃(%) 22.3 22.4 22.3 22.3 多环芳烃(%) 9.1 9.2 9.2 9.2 根据SH/T 0606方法要求，饱和烃和芳烃馏分两次色谱分析测定结果之差应小于1.2%。采用Thermo的ISQ连续4针进样，分析结果误差饱和烃小于0.1%，芳烃小于0.4%， 完全优于标准方法要求。 Thermo Scientific的ISQ气质联用仪配合TRACE 1300系列的FID检测器，在分析柴油中的中间馏分时，结果准确，重现性良好。在分析饱和烃时，重现性误差小于0.1%，芳烃分析重现性误差小于0.4%，完全优于SH/T0606中对于误差1.2%的要求。 ( [1] SH/T0606-2005 中间馏分烃类组成测定方法 (质谱法). ) 免费服务热线：8008105118 ThermoFisher S CIENTIFIC ThermoFisherS CIENTIFIC 支持手机用户) 柴油是石油提炼后的一种油质的产物，它由不同的碳氢化合物混合组成，广泛用于大型车辆、船舰、发电机等。柴油的组成决定其性质和性能，而随着我国对于环保越来越重视，对于清洁燃料提出了对芳烃和多环芳烃的控制。因此，对于柴油中的烃类组成的分析，是柴油分析必不可少的分析项目。目前国内外关于柴油的烃类组分的方法主要有以下几种：（1）ASTM D2425、SH/T 0606 中间馏分烃类组成测定法（质谱法）（2）ASTM D5186 柴油和航空燃料油芳烃和多环芳烃含量测定法（超临界流体色谱法）（3）ASTM D6591、SH/T 0806、EN 12916 中间馏分芳烃的测定示差折光检测器高效液相色谱法本实验采用Thermo Scientific ISQ质谱，依据SH/T0606方法，采用石科院的柴油烃类组成分析软件，分析柴油中的烃类、多环芳烃组成，结果准确，重现性完全满足并且优于标准方法要求。