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摘 要

利用二维气相色谱的原理和反吹技术，将预柱中的待测组分切换到分离柱中，建立了汽油中甲醇、乙醇含量的检测方法。在进样状态下，待样品中轻组分(甲醇、乙醇)从预柱(SE－30)中流出后，将六通阀切换到反吹状态，重组分被反吹出预柱放空，轻组分(甲醇、乙醇)进入强极性的PEG－20M毛细管色谱柱中进行分析。采用氢焰离子化检测器(FID)，外标法定量，在检测范围内线性关系良好，相关系数(r²)分别为0.9992、0.9995，对标准样品进行6次重复实验，回收率为95.5%-102.2%。该方法操作简单，灵敏度高，检测结果准确、可靠。

关键词：汽油；二维气相色谱；甲醇；乙醇

Determination of alcohol content in gasoline

Abstract

A simple and efficient method ,using the principle of two-dimensional gas chromatography and back flushing technique was established determination of methanol and ethanol in gasoline. The analytes were cut from pre-column to separation column to be separated and detected. In the injection state, when the light components flowed out of pre-column (SE―30),we switched the 6-port switching valve to the backflus state to let the light components enter the strong polar PEG―20M capillary column for analysis, while the heavy components were backflushed out the pre-column vent. FID detector and external standard method were applied to the quantitative analysis. The results showed that the four compounds had good linear relationship in the range detection with the correlation coefficient of 0.9992、0.9995,the relative standard deviation of less than 2.0%,the recovery rate range of 95.5%-102.2%. The method was proved to be simple, sensitive, accurate and reliable.

Key words: gasoline; two-dimensional gas chromatography; methanol; ethanol

目录

摘 要 I

Abstract I

第一章 文献综述 1

1.1汽油介绍 1

1.2添加剂的危害 1

1.3检测方法 2

1.4本课题的研究意义 3

第二章 理论部分 4

2.1 色谱柱的选择 4

2.2 毛细管气相色谱柱性能评价 4

2.2.1 容量因子 4

2.2.2 液膜厚度 5

2.2.3 塔板理论 5

2.2.4 分离度 5

2.2.5 拖尾因子 5

2.3 毛细管气相色谱的操作条件 5

2.3.1 温度的选择 5

2.3.2 载气的选择 6

2.3.3 分流比和尾吹 6

第三章 实验部分 8

3.1 本课题研究思路 8

3.2 试剂和材料 9

3.3色谱柱的制作 9

3.3.1填充柱 9

3.3.2毛细管色谱柱 10

3.4 仪器条件的确定 11

3.4.1 柱室温度 11

3.4.2 载气流量 11

3.4.3 切割时间的确定 11

第四章 实验数据处理 13

4.1 定量方法 13

4.1.1 标准曲线的绘制 13

4.1.2 检测限 13

4.2 实际样品和加标回收率的测定 14

第五章 讨论与结论 15

5.1 讨论 15

5.1.1 分流与尾吹 15

5.1.2 温度 15

5.1.3 压力 15

5.2结论 15

参考文献 16

致谢 18

第一章 文献综述

1.1汽油介绍

汽油外观为透明液体，可燃，馏程为30℃至220℃，其成分比较复杂，主要成分为C5～C12脂肪烃和环烃类，并含少量芳香烃，其中以碳五到碳九为主。汽油重要的性能指标为蒸发性、抗爆性、安定性、安全性和腐蚀性。蒸发性指汽油在汽化器中蒸发的难易程度。对发动机的起动、暖机、加速、气阻、燃料耗量等有重要影响。汽油的蒸发性由馏程、蒸气压、气液比3个指标综合评定。抗暴性指汽油在各种使用条件下抗爆震燃烧的能力。车用汽油的抗爆性用辛烷值表示。辛烷值越高，抗爆性越好。汽油抗爆能力的大小与化学组成有关。带支链的烷烃以及烯烃、芳烃通常具有优良的抗爆性。规定异辛烷的辛烷值为100，抗爆性好；正庚烷的辛烷值为0，抗爆性差。汽油辛烷值由辛烷值机测定。高辛烷值汽油可以满足高压缩比汽油机的需要。汽油机压缩比高，则热效率高，可以节省燃料。安全性指汽油在自然条件下，长时间放置的稳定性。用胶质和诱导期及碘价表征。胶质越低越好，诱导期越长越好，国家标准规定，每100毫升汽油实际胶质不得大于5毫克。腐蚀性是指汽油在存储、运输、使用过程中对储罐、管线、阀门、汽化器、气缸等设备的不产生腐蚀的特性。安全性指汽油安全性能的指标主要是闪点，国家标准严格规定的闪点值为≥55℃。闪点过低，说明汽油中混有轻组分，会对汽油贮存、运输、使用带来安全隐患，还会导致汽车发动机无法正常工作。这五个性能指标决定了汽油的质量。随着经济和贸易的全球化，环境污染也日益呈现国际化趋势，而汽油的使用是影响环境污染的关键因素，汽油的燃烧会产生的污染物主要有一氧化碳(CO)、碳氢化合物、氮氧化合物，其次还有硫化物等, 这些污染物对环境和人们健康生活产生了严重的影响,因此人们对汽油质量问题尤为关注。而国家也规定了相应的汽油标准，以保证油品质量和减少对环境的污染，从国三汽油标准到国五汽油标准之中，其中蒸汽压、硫含量和锰含量有大幅下降，芳烃和烯烃有少量下降，且研究法辛烷值（RON）由90、93、97统一。

1.2添加剂的危害

随着石油资源的日益减少，汽油的消耗不断增大，随着国民经济快速发展，汽油用量逐年攀升，油品的质量安全也越来越受到人们的关注。根据GB 17930—2013^[1],一般的调和汽油是由混合芳烃、石脑油和石油的常规添加组分调和而成的，这些添加物不但价格低廉，而且可以有效地提高汽油的辛烷值,如甲基叔丁基醚(MTBE)，但MTBE具有毒性和致癌性，易容于水，可渗入土壤，破坏地下水质。而近期发现含有非常规添加剂(碳酸二甲酯、甲基苯胺、乙酸仲丁脂、甲缩醛、甲醇等)以及苯含量超标的调和汽油流入市场，此类添加剂加入汽油后容易使橡胶密封圈发涨，导致油路故障^[2]，易造成汽油乳化^[3]，并且燃烧尾气含有大量的致癌物质，对人体和环境有极大的危害^[4]。另外，汽油中掺入甲醇的体积分数过高时，不仅会产生气阻影响供油，而且会对发动机及油泵等密封系统有一定的腐蚀作用^[5]。汽油中过高或过低的乙醇含量会使汽油辛烷值有较大波动，影响车辆的动力性能^[6],还增加了苯系物和地下水的污染物的溶解能力增加^[7]。

1.3检测方法

(1)分光光度法测定车用甲醇汽油中的甲醇^[8] 用水作萃取剂将车用甲醇汽油中的甲醇萃取出来，去部分萃取出的甲醇用高锰酸钾氧化成甲醛，甲醛与碱性品红-亚硫酸溶液作用生成蓝紫色化合物，按校准线进行定量分析。此方法准确行较高具有一定的可靠性，且精密度也较高，但操作复杂。

(2)介电谱技术检测乙醇汽油中乙醇含量^[9] 汽油是由不同介电性质碳氢化合物组成的混合物,不同结构的碳氢化合物具有不同的介电特性,用介电谱技术能获得物质在不同频率激励条件下的电性质,能够获得更多的介电物质的组成、结构特性。该方法具有仪器价格低、轻便、操作简便、测试速度快等优点,但精密度有所欠缺。

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