ICS 71.080 G 18 中华人民共和国国家标准 GB/T 38397—2019 煤焦油 组分含量的测定 气相色谱-质谱联用和热重分析法 Coal tarDetermination of component content- Gas chromatography-mass spectrometry and thermogravimetry 2019-12-31发布 2020-07-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T 38397—2019 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国钢铁工业协会提出 本标准由全国煤化工标准化技术委员会（SAC/TC469）归口。 本标准起草单位：西北大学、冶金工业信息标准研究院、大连弘和石油分析仪器有限公司、鞍钢股份 有限公司。 本标准主要起草人：孙鸣、马晓迅、郑景须、关永毅、张明明、穆春丰、王晓楠、董晓峰、巴彦高乐 GB/T38397—2019 煤焦油组分含量的测定 气相色谱-质谱联用和热重分析法 警示一一本标准中使用的部分试剂具有毒性或腐蚀性，部分操作具有放射性、烫伤等危险性。本标 准并未揭示所有可能的安全问题，使用者操作时应小心谨慎并有责任采取适当的安全防护措施 1范围 本标准规定了测定煤焦油中化合物含量的原理、试剂和材料、仪器和设备、取制样、试验步骤、结果 计算、方法精密度和试验报告 本标准适用于中低温煤焦油、高温煤焦油中300℃前汽化组分中常见化合物（如1,2-二甲基苯、菲、 C22烷、1,2,3-三甲基萘、2,4-二甲基苯酚、1-甲基萘酚、1,3-二甲基萘酚等）含量的测定。煤抽提物、原 油、生物质热解油等可参照使用。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T260—2016石油产品水含量的测定蒸馏法 GB/T1999焦化油类产品取样方法 GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示与判定 3原理 气相色谱-质谱联用仪用使用涡轮分子泵与前级真空泵构成两级真空机组，将被分析的样品，通过 焦、引出电极的作用下将正离子送人四极杆系统，四极杆在高频电压与正负电压联合作用下形成高频电 场，在扫描电压作用下，离子通过四极杆对称中心到达离子检测器，再经离子流放大器放大，产生质谱信 号，进而得到质谱图。通过与化合物标准谱库进行检索，从而识别未知样品的组成成分及相对含量。 热重分析仪通过程序控温仪，使加热电炉按一定的升温速率升温，当被测样品发生质量变化时，光 电传感器能将质量变化转化为直流电讯号，该讯号再经过称重放大器放大后，反馈至天平动圈，产生反 向电磁力矩，驱使天平梁复位，反馈形成的电位差与质量变化成正比，其变化信息通过记录仪描绘出热 失重曲线，进而得出指定温度下，被测样品的质量损失量以及最终失重率 气相色谱-质谱联用仪和热重分析仪采用相同的升温程序，根据被检测煤焦油样品的热失重数据， 得出其汽化部分质量以及最终热失重率，由此间接得到进入气相色谱-质谱联用仪进行检测的真实样品 量（汽化部分），以及玻璃衬管内残留的样品质量（未汽化部分），从而得到煤焦油中各组分（汽化温度 300℃）的准确质量分数。 4试剂和材料 4.1二氯甲烷：分析纯。 1 GB/T38397—2019 4.2 2四氢呋喃：分析纯。 4.3氮气：纯度不低于99.999%。 4.4 氮气：纯度不低于99.99%。 5仪器和设备 5.1气相色谱-质谱联用仪：原子质量范围为2u1000u,以0.1u递增；灵敏度≥1pgOFN（八氟 萘）；信/噪比≥1400：1 5.2热重分析仪：温度分辨率为0.1℃、解析度≥0.01mg。 5.3 3烧杯：50mL。 5.4移液管:lmL、5mL、10mL。 5.5注射器：20mL。 5.6有机系针头过滤器：0.45um。 5.7自动进样器样品瓶：2mL。 5.8 自动进样器进样针：5μL。 5.9手动气相色谱进样针：1μL。 5.10分析天平：精度为0.0001g 5.11三氧化二铝埚（热重分析仪）：70μL。 6取制样 6.1 实验室样品的制备 按GB/T1999制取煤焦油样品。从采样桶中取出不少于50mL的样品，样品经过蒸馏脱水，除去 煤焦油中的水，备用。称量前通过反复震荡混匀对样品充分均化。对于环境温度较低，试样流动性差需 要将样品加热到能够充分流动的程度（中低温煤焦油的充分流动温度一般不低于40℃，高温煤焦油的 充分流动温度一般不低于50℃），然后再进行震荡混匀后取样称量。 按GB/T260一2016（蒸馏瓶中无需加入溶剂，实验结束后带刻度的玻璃接收器中水上层油需要回 收至烧瓶的煤焦油中）蒸馏脱除煤焦油中的水分，脱水后的煤焦油备用。 6.2气相色谱-质谱联用仪测定试样的制备 6.2.1试样的称量：采用分析天平称量煤焦油样品1g置于50mL烧杯中。 6.2.2测定试样的制备：在室温下，向装有1g煤焦油样品的烧杯中加入20mL二氯甲烷（中低温煤焦 油）或四氢呋（高温煤焦油），置于超声波清洗仪中超声2min，使煤焦油完全溶解于二氯甲烷或四氢 呋喃中，随即采用带有针头过滤器（有机相过滤）的20mL注射器吸取5mL煤焦油溶液，取下针头过滤 器，将注射器内的煤焦油溶液注入自动进样器2mL样品瓶中。手动进样时采用1L进样针吸取 0.40μL. 7试验步骤 7.1称量样品 气相色谱-质谱联用仪样品的量取：采用自动进样器进样针进样1uL或采用手动进样针吸取 0.40μL煤焦油溶液。 2 GB/T 38397—2019 热重分析样品的称取：采用热重所配备的天平称取净重5mg~6mg煤焦油样品置于埚中。 7.2 样品测量 按照仪器准备中所述条件，对1μL（采用自动进样器时）或0.4μL（采用手动进样时）煤焦油溶液进 行气相色谱-质谱联用仪分析；5mg~6mg煤焦油进行热重分析。 7.3 仪器准备 仪器程序升温及终温按照分析要求可变，但气相色谱-质谱联用仪和热重分析条件一致。气相色 谱-质谱联用仪分析条件见表1。定性分析采用标准谱库检索，谱库难以确定的化合物则依据气相色谱 仪保留时间、主要离子峰、特征离子峰等与其他色谱和质谱资料对照分析；定量分析采用峰面积归一化 法计算各组分的相对百分含量。 表1 气相色谱-质谱联用仪分析条件 类型 分析测试条件 色谱柱 弱极性毛细管柱（30.0m×0.25mmX0.25μm） 载气 He（纯度不低于99.999%） 柱流量 1.0mL/min 分流比 50 : 1 进样口温度 300℃ 质谱电源 EI源 离子化电压 70 eV 离子源温度 230℃ 质量扫描范围 30amu~500amu 10℃/min升到60℃，停留1min；再以3℃/min升到90℃，停留1min；再以3℃/min升到 升温程序 170℃，停留1min；再以3℃/min升到300℃，停留8min 热重分析条件见表2。 表2 热重分析测试条件 类型 分析测试条件 保护气 Nz（纯度不低于99.99%） 保护气流量 20 mL/min 反应气 Nz（纯度不低于99.99%） 反应气流量 50 mL/min 10℃/min升到60℃停留1min;再以3℃/min升到90℃,停留1min；再以3℃/min升到 升温程序 170℃.停留1min；再以3℃/min升到300℃，停留8min 结果计算 8 煤焦油中各组分的含量（质量分数）W按照式（1)计算：