车用汽油和航空汽油中苯和甲苯含量的测定SHT0713.docx
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车用汽油和航空汽油中苯和甲苯含量的测定SHT0713
车用汽油和航空汽油中苯和甲苯含量的测定—气相色谱法
SH/T0713-2002
1、方法概要
样品中加入丁酮（MEK）作为内标物，然后导入一个有串联双柱的气相色谱仪中。
样品首先通过一个装填有非极性固定相如甲基硅酮的色谱柱，组分依沸点顺序分离。
辛烷流出后，反吹非极性柱，将沸点大于辛烷的组分反吹出去。
辛烷及轻组分随后通过一个装填有强极性固定相如1,2,3—三丙烷或改性聚乙二醇的色谱柱，来分离芳烃和非芳烃化合物。
流出的组分用热导检测器检测，并用记录仪记录。
测量峰面积，并参照内标物计算各组分的浓度。
2、意义和应用苯作为有毒类物质，得知这一组分的浓度，有助于判断在处理及使用汽油时可能对人体健康造成的危害，但本试验方法并不试图评价此类危害。
3、仪器
3.1色谱仪：
任何带有反吹系统、热导检测器或火焰离子化检测器。
5.2色谱柱
5.2.1色谱柱A:
长0.8m或1.0m，外径3.2mm的不锈钢柱，内填有含10%的二甲基聚硅
氧烷，60-80目。
5.2.2色谱柱B:
长4.6m，外径3.2mm的不锈钢柱，内填有含20%的TCEP的CHromosorb
P，80-100目；或长50m，内径0.25mm，液膜厚度0.3um的FFAP弹性石英毛细管柱。
5.3记录仪:
条形纸记录仪、电子积分仪或可记录色谱图的计算机。
电子积分仪或计算机能
测定含1Mv，响应时间不超过2s，最大噪音为满量程的土0.3%。
对于2UI含有0.1%丁酮
的试样，检测器记录仪联合响应系统在最大灵敏度下应产生4mm的响应。
5.4微量注射器:
容量为5UI。
5.5移液管：
容积分别为1Ml和2Ml，最小刻度0.01Ml，5Ml，10ML和20ML。
5.6容量瓶：
容积25Ml和100Ml。
5.7电子震荡器。
5.8真空源。
5.9真空旋转蒸发器。
5.10烧瓶：
圆底、短颈，24/40接口，容量500Ml，适于与旋转蒸发器连接使用。
5.11红外灯。
5.12滴定管：
自动滴定管，容量为25Ml。
6、材料
6.1载气：
氦气、氢气或氮气，纯度不小于99.99%。
6.2载体：
硅藻土载体，酸洗，60—80目或80—100目。
6.3固定液：
1,2,3—三丙烷和甲基硅酮。
6.4溶剂
6.4.1甲醇：
分析纯。
6.4.2三氯甲烷：
分析纯。
6.4.3二氯甲烷：
用于清洗柱子。
6.4.4丙酮：
用于清洗柱子。
6.5内标物
6.5.1丁酮（MEK）：
纯度大于99.9%。
6.5.24—甲基—2—戊酮：
纯度大于99.9%。
6.6校准标准物
6.6.1苯：
纯度99%以上。
6.6.2异辛烷：
纯度99%以上。
6.6.3甲苯：
纯度99%以上。
6.6.4正壬烷：
纯度99%以上。
7、采样
待测汽油样品按照GB/T4756给出的步骤获得。
8、柱填料的制备
8.1根据以下步骤制备两种柱填料：
一种为10%的甲基硅酮，另一种为20%的TCEP。
8.1.1甲基硅酮柱的填料：
称取45gCHromosorbW，倒入500Ml烧瓶中.将5g甲基硅酮溶解于大约50Ml的三氯甲烷中。
将甲基硅酮—三氯甲烷溶液倒入装有CHromosorbW载体的烧瓶中，将烧瓶与旋转蒸发器相连接。
连接真空源，启动旋转蒸发器，并打开红外灯，直至填料充分混合，并完全干燥。
8.1.21，2,3—三丙烷的填料：
称取80gCHromosorbP，倒入500Ml烧瓶中。
将20gTCEP溶于200Ml甲醇中,倒入装有CHromosorbP的烧瓶，然后将烧瓶与旋转蒸发器相连，并连接真空源，启动旋转蒸发器，打开红外灯，直至填料充分混合，并完全干燥。
9、色谱柱的制备
9.1柱的清洗：
按如下步骤清洗不锈钢管。
在钢管一端连一个金属漏斗，使其直立，并在管子的下部流出口放一个排液烧杯。
向漏斗倒入约50Ml二氯甲烷,并使其通过钢管流入烧杯中。
用50Ml丙酮重复此清洗步骤。
拿开漏斗，并用塑料管将不锈钢管与空气管连接。
用经过过滤、无油的空气吹扫或用抽真空的方法将钢管中溶剂全部除净。
9.2柱的填充：
预先将柱A和柱B制成符合仪器安装的形状。
依下列步骤装填一根长0.8m
的甲基硅酮柱和一根长4.6m的TCEP柱。
每根管子均有一端用一个小的玻璃棉塞子封住，并用一根填充了玻璃棉的管子将此端与真空源相连；另一端用一小段聚乙烯与一个聚乙烯小
漏斗连接。
打开真空泵，并不断将填料倒入漏斗，直到柱子装满为止。
柱子装填过程中，用
电子震荡器震荡柱子，使填料装填紧密。
最后拿开漏斗，关闭真空源，移走管子上部6mm
的填料，并塞上一小段玻璃棉。
9.3FFAP毛细管柱可以直接购买商品化的色谱柱。
10、仪器配置及条件的建立
10.1色谱柱老化
10.1.1根据固定相TCEP的最高使用温度限制采用老化条件1或老化条件2.
10.1.2老化条件1
按照已经提到的系统装好柱A和柱B,在柱子老化好之前，不要将色谱柱B出口与检测器
连接。
仪约40MI/min的流量向柱内通入氦气或氮气。
按表2中的温度和时间表老化色谱柱。
10.1.3老化条件2
10.1.3.1将色谱柱A入口与气化室相连，调节氦气或氮气流速到约40MI/min，按照表2中
时间老化色谱柱A。
10.1.3.2连接柱A和柱B，调节氦气或氮气流速到约40MI/min，按照表2中时间老化色谱
柱B。
10.2安装：
将柱B出口与检测器口相连，调节操作条件，但不要开检测器。
检查气密性。
10.3流量调节
表2色谱柱老化时间表
老化条件1
老化条件2
色谱柱
A和B
色谱柱A
色谱柱B
温度/C
时间/h
温度/C
时间/h
温度/C
时间/h
50
0.5
50
0.5
50
0.5
100
0.5
100
0.5
100
4
150
1
150
1
170
3
170
3
10.3.1压力反吹柱系统的建立
10.3.1.1打开开关A和B,关闭C,使通过柱系统的流量达到表1的设计值。
测量检测器出
口样品侧的流速，观察压力表的压力。
10.3.1.2关闭开关A，打开B和C,表Ga的压力应迅速下降到零。
否则，打开针型阀，直到压力降到零为止。
10.3.1.3关闭开关B，调节第二级压力调节阀；直到表Gc的读数比10.3.1.1中观测数值高
3.5kPa—7kPa。
10.3.1.4打开开关B，调节反吹出口的针型阀，直至表Ga的读数约为14kPa—28kPa。
10.3.1.5正吹状态：
打开开关A，C,关闭B。
10.3.1.6反吹状态：
关闭开关A，打开B。
10.3.2阀反吹柱系统的建立
10.3.2.1将阀调整到正吹位置，调节流量控制阀A使流量达到设定值。
测量检测器出口样品
侧的流量。
10.3.2.2将阀调整到反吹位置，测量检测器出口样品侧的流量。
如果流量发生了变化，调节流量控制阀B,以获得正确值。
10.3.2.3将阀从正吹到反吹位置切换几次，并观察基线，阀切换最初带来的压力的变化，应该不会产生基线的变动的漂移。
如果基线变动，轻微调节流量控制阀B,使基线平稳。
10.3.3毛细管分析柱系统的建立
10,3.3.1打开分流出口处的针阀，调节稳流阀A以获得所需的预柱流量，可以从放空口
测定此流量。
调节针型阀可获得所需的分流比和色谱柱流量，了通过放空口
2和毛细管柱
出口测定所需的流量。
10.3.3.2将阀置于反吹状态，调节稳流阀B可以获得所需的反吹流量，通过放空口1可测定此流量。
10.4反吹时间的确定：
每个柱系统的反吹时间是不同的，因此必须按以下方法确定适当的值。
准备含5%异辛烷的正壬烷溶液。
用11.4中描述的进样方法在正吹状态下向系统注入
1Ul的此溶液。
记录色谱图直到正壬烷流出，记录笔回到基线。
测量从进样直到记录表回到辛烷和正壬烷峰之间的基线的时间，以秒为单位。
此时，异辛烷已全部流出，而正壬烷没有。
此测定时间的一半可近似作为“反吹时间”，并应在30S-60S之间。
重复包括进样在内的上述操作，按以上确定的“反吹时间”切换至反吹状态。
如此得到的异辛烷的色谱图中正壬烷峰应很小或看不到。
如果有必要，可做进一步实验，调节“反吹时间”，直到全部异辛烷出峰，只有很少或没有正壬烷的峰。
这样得到的实际阀操作的“反吹时间”，必须用于后续所有的校准和分析中。
11、校正
11.1标准样品：
准备七个如下的标准样，包括0%（V/V）-5%（V/V）的苯和0%（V/V）-20%（V/V）的甲苯。
每个标准样品按表3列出的体积量取苯和甲苯，分别倒入100Ml的容量瓶中，用异辛烷稀释至刻度。
所有混合物和玻璃仪器都维持在室温。
11.2校正混合物：
准确的量取1.0Ml丁酮放入25Ml的容量瓶中，并加入第一个标准样品至刻线。
其余校正混合物的制备按此步骤进行。
11.3色谱分析：
按照10.4中建立的条件并用下面的进样技术对每个校正混合物进行色谱分
析。
11.4注射试样。
11.4.1推荐使用自动液体进样器。
如果采样手动进样方式。
必须采用1142中的进样技术
获得尖锐对称的色谱峰。
表3配制标准样品所需的苯和甲苯的体积
苯
甲苯
含量（体积分数）/%
体积/mL
含量（体积分数）/%
体积/mL
5.00
5.00
20.00
20.00
2.50
2.50
15.00
15.00
1.25
1.25
10.00
10.00
0.67
0.67
5.00
5.00
0.33
0.33
2.50
2.50
0.12
0.12
1.00
1.00
0.06
0.06
0.50
0.50
11.4.2用校正混合物清洗5UI微量注射器至少三次，然后吸取大约3UI的试样（避免任何
气泡）。
将注射器缓慢推至注射器中留有2.0UI试样。
用纸巾擦针头，然后向后拉注射器芯，
吸入1UI—2UI的空气。
将注射器针头插入色谱仪的隔膜帽，直至注射器的管体落在隔膜帽上；将注射器芯推到底，并迅速拔出注射器。
此进样技术，对于获得尖锐、对称的峰是必要的。
11.5校正：
按12.4测量芳烃和内标物的峰面积。
计算苯的峰面积与丁酮峰面积的比率。
做苯浓度与比率的关系曲线。
对甲苯做同样的计算和曲线；必须进行此校正过程以保证整个色
谱系统操作正常，且任何组分的浓度没有超出各部分响应的线性范围，包括柱、检测器、积
分仪和其他部分，校正曲线应是线性的。
12、试验步骤
12.1试样的制备：
精确量取1.0Ml丁酮,倒入25Ml的容量瓶中，并加待测样品至刻线，使其充分混合。
12.2色谱分析：
按10.4“反吹时间”和11.4中描述的注射技术对试样进行色谱分析。
六通阀
必须在10.4中确定的时间切换到反吹状态，以阻止不必要的组分进入色谱柱B。
12.3图谱解释：
按照标样的保留时间确定苯、甲苯、和内标物的峰。
12.4峰面积测量：
用常规方法测量芳烃峰和丁酮峰面积。
13、计算
13．1计算苯、甲苯的峰面积与丁酮峰面积的比率。
从适当的校正曲线读出该比率相应的苯、甲苯液态体积分数。
13.2如果结果要求以质量分数为单位，按式
（1）、
（2）换算：
W苯=（C苯/p）＞878.9..⑴
式中：
W苯—苯的质量分数，%；
C苯一苯的体积分数，%;
p—试样在20C下的密度，kg/m3.
W甲苯=（C甲苯/p）＞867.0..
（2）
式中：
W甲苯—甲苯的质量分数，%；
C甲苯一甲苯的体积分数，%;
p—试样在20C下的密度，kg/m3.
14.报告
15、精密度
用下述规则判断结果的可靠性（95%置信水平）。
使用者按试样浓度范围选择精密度表述。
15.1重复性：
同一操作者使用同一台仪器对相同试样得出的连续连个测试结果之差不能超过表4所列数值。
表4重复性
组分
范围/%（V/V）
重复性
参见
苯
0.1—1.5
0.03X+0.01
注1
苯
>1.5
0.03
注2
甲苯
1.7-9
0.03X+0.02
注1
甲苯
>9
0.62
注2
注1:
为了反映汽油组成的变化，利用普通汽油及含有醚类含氧化合物的汽油对比试样方
法的精密度进行了确定。
此精密度适用于苯浓度在0.1%（V/V）—1.5%（V/V）及甲苯
浓度在1.7%（V/V）—9%（V/V）的范围。
注2:
精密度是由市场上够吗的普通汽油确定的。
此精密度须在苯浓度大于1.5%（V/V）
及甲苯浓度大于9%（V/V）时使用。
表中X为各组分体积分数的平均值。
15.2再现性：
不同操作者在不同实验室对相同试样分别得出的两个独立测试结果之差不能
超过表5所列数值。
表5再现性
组分
范围/%（V/V）
重复性
参见
苯
0.1—1.5
0.13X+0.05
注1
苯
>1.5
0.28X
注2
甲苯
1.7-9
0.12X+0.07
注1
甲苯
>9
1.15
注2
注1:
为了反映汽油组成的变化，利用普通汽油及含有醚类含氧化合物的汽油对比试样方
法的精密度进行了确定。
此精密度适用于苯浓度在0.1%（V/V）—1.5%（V/V）及甲苯
浓度在1.7%（V/V）—9%（V/V）的范围。
注2:
精密度是由市场上购买的普通汽油确定的。
此精密度须在苯浓度大于1.5%（V/V）
及甲苯浓度大于9%（V/V）时使用。
表中X为各组分体积分数的平均值。
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