专利名称：固相微萃取法在Corex炉煤气中萘含量分析中的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及固相微萃取法，尤其涉及固相微萃取法在奈含量分析中的应用。
背景技术：
在冶金生产中，煤炼焦的副产物高炉煤气中常含有一定量萘，尤其是Corexエ艺产生的Corex炉煤气中萘的含量更大，遇寒冷季节气温较低，萘将凝结成固体附着在管道内壁或除萘设备里，使煤气流量減少，严重会时导致管道及设备堵塞，影响生产的正常运行。在日常生产和技术改造中，煤气中萘含量的检测非常重要。目前，煤气中的萘含量測定方法有《城市燃气中萘含量测定气相色谱法(GB/T12209. 2-1990)》和《城市燃气中萘含量測定苦味酸法(GB 12209.1)》。前者适用于萘含量在5mg/m3以上的城市燃气，后者适用于萘含量在10mg/m3以上的城市燃气。这2个方法 都采用吸收液采集煤气中的萘，均存在着采样时间长(最少16h)、精度低、检出限高、重现性差、采样易受煤气中水蒸气的影响等缺点。固相微萃取(SPME)是二十世纪九十年代发展起来的快速、灵敏、方便适用于气体和液体样品的新颖的样品处理技木。SPME操作步骤简单第一歩，将涂有固定相的萃取头插入样品中，使待测物在固定相涂层与样品中分配平衡；第二步，将萃取头插入其他分析仪器进样ロ，当待测物脱附后可进行分离和定量检测。SPME巧妙地将待测物的萃取、脱附、进样结合在一起，一经问世便得到快速发展，进入分析化学的各个领域。目前尚未有文献和专利报道将SPME技术应用于煤气中萘的分析检测中。
发明内容
本发明g在解决上述问题，提供一种固相微萃取法在Corex炉煤气中萘含量分析中的应用。本发明极大地简化了煤气中的萘采集过程，由于采用固相微萃取技术极大地提高了分析灵敏度，具有简单、分析快速、准确性好、无毒害、无污染等优点，同时可以不受煤气中水蒸汽等杂质影响。为解决上述问题，本发明提出固相微萃取法在Corex炉煤气中萘含量分析中的应用。本发明将固相萃取毛细纤维的萃取头插入采样瓶中，萃取浓缩煤气中的萘，然后将该纤维在气相分析仪进样分析，具体步骤如下
步骤ー用特制采样瓶采集煤气主管路中的煤气，清洗体积为采样瓶体积的40倍以上以充分去除瓶内残余空气；
步骤ニ，采样后尽快分析样品，将采样瓶放置在磁力搅拌器上，把SPME萃取头插入采样瓶ロ，开启磁力搅拌器，转速800r/min,平衡5min ；
步骤三，将萃取头插入GC进样ロ于240°C 260°C，热解吸3min后进样，通过GC峰面积定性和定量分析；
步骤四，根据不同浓度萘的标准气体所得峰面积绘制各组分的标准曲线；
步骤五，在上述相同条件下对煤气样品进行萃取和GC測定，利用得到组分的峰面积，根据标准曲线计算出各组分在样品中的含量。本发明具有下列特点
(1)操作简单、快速采用本发明检测煤气中的萘极大地简化了采样过程和缩短了分析时间，操作简便、快速，便于实现现场快速检测，单个样品全部分析时间大约为20min ；
(2)极大地拓宽了方法应用范围，提高了分析灵敏度和准确度现有标准煤气中萘的检出限为5mg/m3，而本发明可以达到O. 008mg/m3以下，且线性范围广，可以广泛应用于煤气中特别是Corex炉煤气中萘含量监测，具有广泛的应用前景。(3)成本低廉萃取头可以重复应用1000次以上。(4)无污染避免使用大量有毒有害试剂，不污染环境和危害操作人员身体健康。
下面结合附图和实施方式对本发明作进ー步的详细说明
图I为本发明的分析装置示意 图2为萃取时间对萃取效果影响不意 图3为温度对萃取效果影响示意 图4为转速对萃取效果影响示意 图5为解吸时间对萃取效果影响示意图。
具体实施例方式本发明提出固相微萃取法在Corex炉煤气中萘含量分析中的应用。本发明将固相萃取毛细纤维的萃取头插入采样瓶中，萃取浓缩煤气中的萘，然后将该纤维在气相分析仪进样分析，图I为分析装置，其中I为伸缩杆；2为手柄；3为弹簧；4为不锈钢针管；5为带硅胶膜密封塞；6为萃取头；7为搅拌子；8为磁力搅拌器；9为进气ロ ；10为出气ロ。具体步骤如下
仪器及操作条件
仪器固相微萃取装置固相微萃取手动进样装置(Supelco公司)、IOOMffl聚ニ甲基硅氧烧(PDMS)萃取头(Supelco公司),集热式恒温磁力搅拌器(Corning, PC_420d),自制40ml顶端带有孔盖子和带聚四氟こ烯层的硅胶隔垫的样品瓶。分析仪器GC气相色谱仪(美国Agelient公司)、配有FID检测器。色谱柱石英毛细管柱(Agilentl9091J_413,美国Agelient公司)
仪器操作条件检测器温度280°C ;进样ロ温度260°C ;柱升温程序
800C，停留 2min ；25°C /min 升温至 200°C，停留 Imin ；35°C /min 升温至 270°C，停留Imin ;载气为高纯氮气。试剂及实验方法 分析试剂
萘(色谱纯)、丙酮(分析纯)
实验方法
萘标准溶液的配制用市售的萘(色谱级)按照萘质量有机溶剂丙酮体积=Ig =IL的比例将萘(GC级)溶解于丙酮中配制成lg/L的萘的标准溶液。萘标准气体的配制
根据标准曲线梯度需要注入相应的标液量，将萘的标液注入样品瓶中，快速打开磁力搅拌器调至800r/min，使萘标准气体在样品瓶内扩散均匀。标准曲线绘制
根据不同浓度萘的标准气体所得峰面积绘制各组分的标准曲线，參考国家标准《城市燃气中萘含量测定气相色谱法(GB/T12209. 2-1990 )中检测范围。对煤气中的萘的分析方法
用特制采样瓶采集煤气主管路中的煤气，清洗体积为采样瓶体积的40倍以上以充分 去除瓶内残余空气。采样后尽快分析样品，将采样瓶放置在磁力搅拌器上，把SPME萃取头插入采样瓶ロ，开启磁力搅拌器，转速800r/min,平衡5min。将萃取头插入GC进样ロ于240°C 260°C,热解吸3min后进样,通过GC峰面积定性和定量分析。根据不同浓度萘的标准气体所得峰面积绘制各组分的标准曲线。在上述相同条件下对煤气样品进行萃取和GC測定，利用得到组分的峰面积，根据标准曲线计算出各组分在样品中的含量。实验条件的优化 萃取时间的优化
如图2,在萃取条件为转速300rpm,加热板温度75°C,进样ロ解吸时间3min时,考察萃取时间对相对萃取量(峰面积)的影响。从图2可以看出，在相同条件下，萃取时间为15min左右为最佳时间，但综合考虑到色谱萘的分析方法运行时间为Ilmin左右，且5min时SPME对萘的萃取量已经可以满足色谱仪对萘的分析灵敏度要求，故萘的优化萃取时间为5min。温度的优化
图3是在磁力搅拌转速为转速300rpm,萃取时间5min,进样ロ解吸时间3min的条件下，不同温度对相对萃取量的影响。由该图可以看出，相对萃取量随加热板温度上升到40°C后下降，说明热力学对萘的影响在加热板温度达到40°C后占上风。由于是加热板加热采样瓶，存在加热不均匀，较难控制采样瓶内温度的缺点，并且在室温(20°C )下已经可以满足分析精度要求，综合考虑后最终选择室温作为优化温度。转速的优化
图4是在加热板温度75°C,萃取时间5min,进样ロ解吸时间3min的条件下,不同转速对相对萃取量的影响。相对萃取量随着转速提高而升高，在800rpm达到最大萃取效率，故选择800rpm作为磁力搅拌器的转速。解吸时间的优化
图5是在磁力搅拌器转速300rpm,加热板温度75°C,萃取时间5min,的条件下,不同进样ロ解吸时间对相对萃取量的影响。解吸时间对相对萃取量影响并不大，在解吸时间为3min时峰面积达到最大,故选择3min作为磁力搅拌器的转速。方法验证检出限、精密度与线性范围方法确定条件为转速800rpm，室温，萃取时间5min，解吸时间3min。从O. 25到200mg/m3，配置一系列浓度以考察方法的线性范围，标准曲线回收系数为O. 9998，曲线a=21. 12，b=-6. 26，检测限为O. 008mg/m3。方法检出限及精密度如表I所示。表I方法检出限与精密度
权利要求
1.固相微萃取法在C0rex炉煤气中萘含量分析中的应用。
2.根据权利要求I所述的固相微萃取法在Corex炉煤气中萘含量分析中的应用，其特征在于，它包括 步骤ー用特制采样瓶采集煤气主管路中的煤气，清洗体积为采样瓶体积的40倍以上以充分去除瓶内残余空气； 步骤ニ，采样后尽快分析样品，将采样瓶放置在磁力搅拌器上，把SPME萃取头插入采样瓶ロ，开启磁力搅拌器，转速800r/min,平衡5min ； 步骤三，将萃取头插入GC进样ロ于240°C 260°C，热解吸3min后进样，通过GC峰面积定性和定量分析； 步骤四，根据不同浓度萘的标准气体所得峰面积绘制各组分的标准曲线； 步骤五，在上述相同条件下对煤气样品进行萃取和GC測定，利用得到组分的峰面积，根据标准曲线计算出各组分在样品中的含量。
全文摘要
一种固相微萃取法在Corex炉煤气中萘含量分析中的应用。本发明涉及固相微萃取法，尤其涉及固相微萃取法在萘含量分析中的应用。本发明将固相萃取毛细纤维的萃取头插入采样瓶中，萃取浓缩煤气中的萘，然后将该纤维在气相分析仪进样分析。本发明极大地简化了煤气中的萘采集过程，由于采用固相微萃取技术极大地提高了分析灵敏度，具有简单、分析快速、准确性好、无毒害、无污染等优点，同时可以不受煤气中水蒸汽等杂质影响。
文档编号G01N30/06GK102721766SQ201110080220
公开日2012年10月10日 申请日期2011年3月31日 优先权日2011年3月31日
发明者杨四川, 魏华, 黄晓 申请人:上海宝钢工业检测公司