王文祥 李瑋明

（中國石油獨山子石化分公司研究院資源評價所，獨山子 833699）

裂解碳五餾分中富含異戊二烯、環(huán)戊二烯和間戊二烯，三種二烯烴的含量約占裂解碳五餾分的50%，因此是重要而又具有潛在應(yīng)用價值的化工原料。但同時，裂解碳五餾分中還含有多種沸點接近的組分，對裂解碳五餾分的性質(zhì)和加工利用方案會造成影響，因此有必要對裂解碳五餾分中的烴類組成進行分析測定。目前，在裂解碳五餾分的烴類組成分析方面主要采用單柱分析［1，2］，固定相為聚二甲基硅氧烷，但是采用這種方法僅可以對碳五及以上烴類實現(xiàn)完全分析，而無法分析樣品中的碳四烴類。也有報道采用GCMS技術(shù)對裂解碳五餾分進行分析［3］，但是實驗研究發(fā)現(xiàn)，僅用MS很難區(qū)別各烯烴同分異構(gòu)體，因此也存在應(yīng)用局限［4］。

本實驗采用柱閥切換技術(shù)先將裂解碳五餾分粗分為碳四部分和碳五部分，再分別對各部分進行詳細分析，最終實現(xiàn)了一次分析完成裂解碳五餾分中各烴類組成的測定。

1 實驗部分

1.1 分析儀器

氣相色譜儀，具備兩個FID檢測器和六通閥切換系統(tǒng)。

1.2 試劑

氦氣，純度大于99.99%；氫氣，純度大于99.99%。

標樣：反丁烯、正丁烯、異丁烯、順丁烯、1，2-丁二烯、正戊烷、異戊烷、環(huán)戊烷、1-戊烯、反2-戊烯、順2-戊烯、2-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、2-甲基-2-丁烯、環(huán)戊烯、反1，3-戊二烯、順1，3-戊二烯、異戊二烯、1，4-戊二烯、環(huán)戊二烯、2-甲基戊烷、2-丁炔。

1.3 實驗條件

色譜柱：Al2O3色譜柱；預(yù)分析色譜柱；HP-1色譜柱；PONA毛細管色譜柱；極性毛細管色譜柱。進樣口溫度250℃，進樣量1.0μL，分流比100∶1。載氣為氦氣。柱箱升溫程序：初始溫度35℃，保持10min，以5℃/min升溫至200℃。FID檢測器溫度300℃，氫氣流速30mL/min，空氣流速400mL/min。

1.4 方法原理

裂解碳五餾分中烴類組分復(fù)雜，涵蓋了碳四～碳十的各種烴類，其中含有多種同分異構(gòu)體，由于色譜保留性質(zhì)相近，僅用單支色譜柱無法實現(xiàn)各組分的分離。因此，考慮采用分段分析的方案，即先通過預(yù)分析色譜柱和切換閥將裂解碳五餾分粗分為碳四部分和碳五部分，再分別用Al2O3色譜柱和PONA色譜柱對各部分進行詳細烴組成分析，最后通過匯總得到測試結(jié)果。主要氣路連接示意圖如圖1所示。

圖1 主要氣路連接示意圖

2 結(jié)果與討論

2.1 碳四部分分析柱的選擇

在預(yù)分析色譜柱將裂解碳五餾分中的碳四部分粗分離后，需要對其進行詳細烴組成分析。為此 考 察了Al2O3色 譜柱、HP-1色譜 柱、PONA色 譜柱、極性色譜柱四類色譜柱對碳四部分的分析效果（圖2）。

從圖2可以看出，HP-1、PONA和極性色譜柱在分析碳四部分時均有較嚴重的色譜峰重疊，只有Al2O3色譜柱能夠?qū)μ妓牟糠种械娜繜N類實現(xiàn)分離。另外還可以注意到在Al2O3色譜柱和HP-1、PONA色譜柱上正丁烯和反丁烯的保留時間出現(xiàn)交叉的特點。

圖2 不同類型色譜柱對碳四部分的分析譜圖

2.2 碳五部分分析柱的選擇

從圖3可以看出，Al2O3色譜柱和極性色譜柱在分析碳五部分時均有較嚴重的重疊和拖尾，只有HP-1和PONA色譜柱能夠?qū)μ嘉宀糠种械臒N類實現(xiàn)分離。

圖3 不同類型色譜柱對碳五部分的分析譜

2.3 考察準確度

通過配制標樣，對測定結(jié)果進行準確度考察，測定結(jié)果說明該方法測定結(jié)果準確（表1）。

表1 準確度考察

3 結(jié)論

裂解碳五餾分中烴類組分復(fù)雜，采用預(yù)分析柱對樣品先進行粗分離能減輕后續(xù)色譜柱的分析壓力，避免了單支色譜柱分析時出現(xiàn)的色譜峰相互重疊掩蓋的現(xiàn)象。

Al2O3色譜柱是對裂解碳五餾分中碳四部分分離的最佳色譜柱。PONA色譜柱是對裂解碳五餾分中碳五部分分離的最佳色譜柱。

經(jīng)實驗結(jié)果表明，該方法具有良好的準確度和精密度，能夠為裂解碳五餾分的質(zhì)量監(jiān)測提供參考數(shù)據(jù)。