工業用乙烯中烴類雜質測定：檢測項目與方法詳解

一、核心檢測項目及意義

1. • 甲烷（CH?）、乙烷（C?H?）：殘留的輕組分烴，可能源自裂解原料未完全分離。
   • 丙烯（C?H?）、丙烷（C?H?）：同系物雜質，影響聚合物分子量分布。
   • C4+烴（丁烷、丁烯等）：高碳數雜質易導致催化劑結焦。
   • 乙炔（C?H?）：微量炔烴即可引發聚合副反應，需嚴格控制（通常要求＜5 ppm）。
2. • 總不飽和烴：包含烯烴、炔烴總量，反映原料裂解深度及分離效率。
   • 含氧化合物（如CO、CO?）及硫化物：毒害催化劑，需單獨檢測。

二、檢測方法與標準

1. • 適用范圍：甲烷至C5烴類定量分析。
   • 技術要點：
     • 色譜柱：Porapak Q或Al?O?毛細管柱，實現C1-C5分離。
     • 檢測器：TCD（熱導檢測器）用于常量分析，FID（氫火焰離子化檢測器）提高靈敏度。
   • 標準依據：GB/T 3391-2023《工業用乙烯中烴類雜質的測定 氣相色譜法》。
2. • 方法：GC-MS聯用或紅外光譜法，檢測限低至0.1 ppm。
   • 標準：ASTM D2505（乙炔的測定）。
3. • 溴量法：通過溴加成反應計算雙鍵總量，適用于快速篩查。
   • 氣相色譜-反吹技術：分離飽和與不飽和組分，精確量化。
4. • 硫化學發光檢測器（SCD）：檢測硫化物至ppb級。
   • 傅里葉紅外光譜（FTIR）：識別CO、CO?等極性分子。

三、檢測流程與技術規范

1. • 采用不銹鋼采樣鋼瓶，避免吸附損失。
   • 樣品需過濾（0.45 μm濾膜）并恒溫至40±1℃，消除重組分冷凝影響。

2. 參數	設定值
   色譜柱	HP-PLOT Al?O? (50 m × 0.53 mm)
   柱溫程序	40℃ (5 min) → 10℃/min → 200℃ (10 min)
   載氣（He）流速	3.0 mL/min
   檢測器（FID）	250℃，H? 30 mL/min，Air 300 mL/min

3. • 外標法定量：使用NIST標準氣體建立校準曲線。
   • 結果報告：按GB/T 8170修約至小數點后兩位，單位ppm（V/V）。

四、質量控制與標準限值

1. • 每批次插入標準品（如30 ppm乙烷），回收率需在95%-105%。
   • 平行樣相對偏差≤5%，空白試驗無目標峰干擾。

2. 雜質	優級品指標（≤）	合格品指標（≤）
   甲烷+乙烷	500 ppm	1000 ppm
   丙烯	50 ppm	150 ppm
   乙炔	5 ppm	10 ppm
   總硫	1 ppm	2 ppm

五、應用場景與行業需求

1. 生產質量控制：實時監測裂解氣分離塔運行效率。
2. 儲運合規性：確保管道輸送乙烯符合API RP 1173標準。
3. 催化劑研發：評估Ziegler-Natta催化劑對雜質耐受性。

結語