工业用乙烯中烃类杂质测定：检测项目与方法详解

一、核心检测项目及意义

1. • 甲烷（CH₄）、乙烷（C₂H₆）：残留的轻组分烃，可能源自裂解原料未完全分离。
   • 丙烯（C₃H₆）、丙烷（C₃H₈）：同系物杂质，影响聚合物分子量分布。
   • C4+烃（丁烷、丁烯等）：高碳数杂质易导致催化剂结焦。
   • 乙炔（C₂H₂）：微量炔烃即可引发聚合副反应，需严格控制（通常要求＜5 ppm）。
2. • 总不饱和烃：包含烯烃、炔烃总量，反映原料裂解深度及分离效率。
   • 含氧化合物（如CO、CO₂）及硫化物：毒害催化剂，需单独检测。

二、检测方法与标准

1. • 适用范围：甲烷至C5烃类定量分析。
   • 技术要点：
     • 色谱柱：Porapak Q或Al₂O₃毛细管柱，实现C1-C5分离。
     • 检测器：TCD（热导检测器）用于常量分析，FID（氢火焰离子化检测器）提高灵敏度。
   • 标准依据：GB/T 3391-2023《工业用乙烯中烃类杂质的测定 气相色谱法》。
2. • 方法：GC-MS联用或红外光谱法，检测限低至0.1 ppm。
   • 标准：ASTM D2505（乙炔的测定）。
3. • 溴量法：通过溴加成反应计算双键总量，适用于快速筛查。
   • 气相色谱-反吹技术：分离饱和与不饱和组分，精确量化。
4. • 硫化学发光检测器（SCD）：检测硫化物至ppb级。
   • 傅里叶红外光谱（FTIR）：识别CO、CO₂等极性分子。

三、检测流程与技术规范

1. • 采用不锈钢采样钢瓶，避免吸附损失。
   • 样品需过滤（0.45 μm滤膜）并恒温至40±1℃，消除重组分冷凝影响。

2. 参数	设定值
   色谱柱	HP-PLOT Al₂O₃ (50 m × 0.53 mm)
   柱温程序	40℃ (5 min) → 10℃/min → 200℃ (10 min)
   载气（He）流速	3.0 mL/min
   检测器（FID）	250℃，H₂ 30 mL/min，Air 300 mL/min

3. • 外标法定量：使用NIST标准气体建立校准曲线。
   • 结果报告：按GB/T 8170修约至小数点后两位，单位ppm（V/V）。

四、质量控制与标准限值

1. • 每批次插入标准品（如30 ppm乙烷），回收率需在95%-105%。
   • 平行样相对偏差≤5%，空白试验无目标峰干扰。

2. 杂质	优级品指标（≤）	合格品指标（≤）
   甲烷+乙烷	500 ppm	1000 ppm
   丙烯	50 ppm	150 ppm
   乙炔	5 ppm	10 ppm
   总硫	1 ppm	2 ppm

五、应用场景与行业需求

1. 生产质量控制：实时监测裂解气分离塔运行效率。
2. 储运合规性：确保管道输送乙烯符合API RP 1173标准。
3. 催化剂研发：评估Ziegler-Natta催化剂对杂质耐受性。

结语