氣相色譜HP-5柱快速測定苯乙烯中DNBP含量

代生平 陳實春 王 磊 李建建 楊德浩

（中國石油獨山子石化公司質檢中心，獨山子 833699）

1 前言

苯乙烯是重要的化工原料，主要用于合成橡膠和塑料生產。但苯乙烯在生產、運輸、儲存過程中容易發生聚合，常溫下就可以發生聚合，溫度越高聚合速度越快。在生產過程中為了減少苯乙烯的聚合，除采取負壓操作以降低精餾溫度外，通常加入DNBP作為阻聚劑延緩和防止苯乙烯發生聚合。苯乙烯裝置中阻聚劑DNBP的循環利用，對整個工藝流程的成本以及苯乙烯的純度都有影響，所以阻聚劑DNBP含量的測定對工藝控制和苯乙烯產品質量有著重要的意義。

DNBP傳統分析方法是采用分光光度法比色測定。此方法分析時間長，且前期的樣品預處理全是手動操作，人為主觀因素會干擾試驗結果，重復性差，對環境和操作者的危害大，筆者通過查閱相關資料，經過可行性研究論證，通過大量實驗數據，建立了氣相色譜法直接測定法，此方法的建立既能縮短分析時間，又能排除手動操作帶來的人為誤差，提高分析的準確度，滿足工藝生產的需要。

2 實驗部分

2.1 方法原理

用微量注射器取適當試樣，注入氣相色譜儀，試樣中的目標組分DNBP和其他組分在HP-5色譜柱中分離后，用氫火焰離子化檢測器（FID）檢測，外標法定量，測定苯乙烯中DNBP含量。

2.2 儀器及試劑

2.2.1 儀器

氫火焰離子化檢測器（FID）的Agilent 6890N氣相色譜儀1臺，Agilent色譜處理工作站，液體自動進樣器（1μL自動進樣針），2μL自動器進樣瓶若干個，HP-5柱（30m×320μm×0.25μm），100mL容量瓶2個，XS204電子天平1臺（d=0.1mg），10mL移液管、50mL移液管各1支。

2.2.2 試劑及標準溶液

2-仲丁基-4,6-二硝基苯酚試劑（上海晶純試劑有限公司）；DNBP標準液1000mg/kg：稱取1g(精確至1mg)2-仲丁基-4,6-二硝基苯酚（DNBP）標準物質溶解在999g的苯乙烯中配制成1000mg/kg的DNBP標準溶液。

2.2.3 色譜分析所用氣體

氮氣：純度≥99.999%；氫氣：純度≥99.999%；壓縮空氣，3種氣體使用前均經過分子篩干燥，進行脫氧、脫水、脫烴處理。

2.3 色譜分析條件的選擇

經過多次試驗和篩選，確定色譜操作條件如下，進樣口壓力：梯度壓力，55.2kPa(8.0 psi)保持12.0min，以6.9kPa(1.0 psi)/min 升至96.6kPa(14.0 psi)結束；分流比：10:1，進樣量0.5μL；空氣流量：300mL/min；氫氣流量：30mL/min；尾吹氣流量：25mL/min；柱箱溫度：初始 170℃，保持 1.0min，然后以 2℃/min速度升溫至180℃，保持6.0min，最后以 20℃/min升溫至 250℃，保持10min；檢測器溫度：250℃。

3 結果與討論

3.1 苯乙烯中DNBP組分峰譜圖確認

在2.3色譜分析條件下，經過多次樣品實驗并加標定性，加入標準物質DNBP后進行分析，經過譜圖對比確認苯乙烯中DNBP出峰位置如圖1所示，由圖可知，在11.03min出峰時間的組分即DNBP組分，分離度R為1.98，大于1.5實現完全分離。

圖1 苯乙烯中DNBP譜圖

3.2 外標校正因子的制作

在文中色譜條件下，待色譜儀條件準備就緒后，用自動進樣器吸取0.5μL的1000mg/的標準液平行測定兩次，記錄峰面積的平均值，通過外標公式計算出外標校正因子。測得標樣中DNBP的平均峰面積為398.220，根據外標校正因子計算公式求得方法校正因子為2.511。

式中：fi—DNBP外標校正因子；C標i—標準樣中DNBP的含量mg/kg；A平i—標準樣中DNBP的平均峰面積（峰高）。

3.3 方法精密度驗證

在2.3色譜分析條件下，待色譜儀準備就緒后，利用自動進樣器抽取0.5μL苯乙烯樣品進行分析，連續平行測定6次驗證方法重復性，測試結果如表1所示，由表1可知，樣品中DNBP的相對標準偏差較小，精密度較好。

表1 樣品測定結果（n=6） mg/kg

3.4 方法準確度驗證

利用不同濃度的已知標樣驗證方法準確度，分別選用100mg/kg、500mg/kg和1000mg/kg濃度的標樣進行測定。用移液管分別準確移取10mL和50mL濃度為1000mg/kg的DNBP標準液到100mL容量瓶，用不含DNBP的苯乙烯定容至刻度配制成100mg/kg和500mg/kg的標準使用溶液，在2.3色譜分析條件下，待色譜儀準備就緒后，利用自動進樣器抽取0.5μL標樣平行測定6次驗證準確度，分析結果見表2，回收率在100.4%～102.9%之間，準確度較高。

表2 標樣回收率測定結果（n=6） mg/kg

3.5 色譜法可靠性檢驗

用分光光度法和色譜法分別對同一樣品中的DNBP進行平行測定，采用t檢驗法檢驗色譜法可靠性。測定結果見表3，根據t檢驗法計算t計等于0.569，查t值表，當自由度n1+n2-2=10，置信度95%時，t表等于2.228。因t計（0.569）＜t表（2.228），說明這兩種方法測定苯乙烯以及中控物料中DNBP含量無顯著性差異，方法可靠。

表3 兩種方法結果對比結果（n=6） mg/kg

4 結論

通過多次實驗，建立了氣相色譜法測定苯乙烯中微量DNBP含量，代替傳統分光光度法的分析方法，且分析速度快，方法準確度和精密度較好，滿足標準要求和工藝生產要求。色譜分析法不僅減少人員操作過程中帶來的誤差；其次還減少在分析過程中人員直接接觸苯乙烯頻次，有利于員工身體健康，可以推廣至同行業參考使用。