GB/T 25963-2022 含脂肪酸甲酯中间馏分芳烃含量的测定 示差折光检测器高效液相色谱法

适用范围

本文件描述了采用示差折光检测器高效液相色谱法测定中间馏分芳烃含量的试验方法。 适用于测定含脂肪酸甲酯（FAME）体积分数不大于 30% 的柴油、含 FAME 体积分数不大于 7% 的高蜡柴油和馏程在 150 °C~400 °C 的石油馏分中单环芳烃、双环芳烃和三环＋芳烃含量。 多环芳烃含量由双环芳烃和三环＋芳烃含量加和求得；总芳烃含量由单环芳烃、双环芳烃和三环＋芳烃含量加和求得。 步骤 A：适用于含 FAME 体积分数不大于 30% 的柴油和馏程在 150 °C~400 °C 的石油馏分；单环芳烃含量（质量分数）6%~30%、双环芳烃 1%~10%、三环＋芳烃 0%~2%、多环芳烃 1%~12%、总芳烃 7%~42%。 步骤 B：适用于 FAME 体积分数不大于 7% 的高蜡柴油；总芳烃含量（质量分数）0.2%~2%。 不适用：现有资料未提供明确“不适用”条款。 注（原文注）：芳烃类型按在特定液相色谱柱上的洗脱性质与模型化合物相比较来定义；单环/双环/三环＋芳烃各用一个单独芳烃化合物作外标物，可能代表（也许不能代表）样品中存在的芳烃；其他方法对每种芳烃类型的定义和定量与本方法可能不同（举例：四氢萘折光率高于邻二甲苯，正己基苯折光率低于邻二甲苯，可能造成单环芳烃定量结果与实际情况不符）。

方法原理

柴油和石油馏分选择步骤 A，高蜡柴油选择步骤 B。 步骤 A：已知量的试样用正庚烷稀释后，取一定量试样溶液注入装有极性柱的高效液相色谱系统。 步骤 B：取一定量试样注入装有极性柱的高效液相色谱系统。 极性柱对非芳烃几乎没有亲和力而对芳烃有很好的选择性；芳烃与非芳烃被分开，并按环的结构分离成单环芳烃、双环芳烃和三环＋芳烃谱带。 步骤 A 和步骤 B 后续步骤：色谱柱连接到示差折光检测器，组分洗脱出来后检测；检测器电信号由数据处理器持续监测；由试样溶液中芳烃产生的信号大小与预先测定的标准溶液信号对比，计算单环芳烃、双环芳烃和三环＋芳烃含量；多环芳烃由双环＋三环＋加和，总芳烃由单环＋双环＋三环＋加和。 反冲洗：可在芳烃全部流出色谱柱后进行反冲洗，将色谱柱中残留化合物（例如脂肪酸甲酯类）反冲洗出来成为一个反冲洗峰；可更好清洁色谱柱，但可能减少柱寿命。注：反冲洗是实验室内部维护的一部分。

主要仪器

液相色谱仪：可使流动相以 0.5 mL/min~1.5 mL/min 流速进入系统、在第 9 章规定条件下精密度优于 0.5%、波动小于满偏刻度 1% 的任何高效液相色谱仪都可以使用。对样品进行处理或测定的设备应对脂肪酸甲酯不敏感，推荐材料：聚四氟乙烯、氟橡胶和聚酰胺。 7.2 进样系统：能够注入 10 µL 试样溶液、重复性优于 1% 的进样系统都可以使用。注 1：满足重复性要求的手动和自动进样系统（部分充满进样环或全部充满进样环）都可以使用；部分充满进样方式时，进样量小于环体积的一半能获得好的结果；全部充满进样方式时，至少用待测样品充满进样环 6 次才能获得好的结果。注 2：进样系统重复性可通过至少注射 4 次 SCS1（见 9.4），比较峰面积求得。注 3：进样量可以不是 10 µL，例如 3 µL~20 µL，只要满足进样量重复性要求、示差折光检测器灵敏度和线性要求（见 10.4）和柱分辨率要求（见 9.10）都可以使用。 7.3 试样过滤器：如需要（见 11.1 和 11.2），推荐采用孔径不大于 0.45 µm 的微过滤器除去试样溶液中颗粒，要求对烃类溶剂惰性。注：聚四氟乙烯过滤器适用。 7.4 柱系统：只要满足 9.7、9.8、9.10 和 9.12 规定的分辨率要求，任何填充有氨基键合（或极性氨基/氰基键合）的硅胶固定相、粒径为 3 µm、5 µm 或 10 µm 的高效液相色谱不锈钢柱都可以使用。参考附录 A 选用合适柱子。 7.5 温度控制系统：高效液相色谱柱温箱要求能够在 20 °C~40 °C 范围内保持恒温（±1 °C），可采用加热块、空气循环或其他恒温方法（如恒温实验室）。注：示差折光检测器对流动相温度突然或逐渐变化都很敏感，根据情况采取措施保持系统温度恒定；根据固定相对温度进行优化。 7.6 示差折光检测器：折光指数检测范围在 1.3~1.6 内、在测定范围内线性响应并能输出合适信号到数据系统的示差折光检测器都可以使用。注：如果示差折光检测器有单独温控装置，将其设定到与柱温箱相同温度。 7.7 计算机或积分仪：与示差折光检测器相匹配、最小采集速率 1 Hz、能测量峰面积和保留时间的数据系统都可以使用；应能进行基线校正和重新积分等后处理基本功能。 7.8 容量瓶：容量为 10 mL 和 100 mL，准确度满足 GB/T 12806—2011 规定的 A 级要求。 7.9 分析天平：感量 0.1 mg。 图 1 液相色谱示意图标引序号：1——泵；2——进样系统；3——柱箱；4——色谱柱；5——示差折光检测器；6——数据处理系统。

试剂与标准物质

警示（原文）：芳香化合物挥发性强且易燃，其蒸气可与空气形成爆炸性混合物；吸入或皮肤接触可能造成急性或慢性危害；可造成水污染。 6.1 环己烷：质量分数不低于 99%。注：可能含有苯杂质。 6.2 正庚烷：高效液相色谱（HPLC）级，作为液相色谱流动相。注 1：流动相批与批之间水分含量、黏度、折光指数和纯度变化可能导致不可预测的柱行为，对流动相脱水（如通过活化的 5A 分子筛）和过滤有助于降低微量杂质影响。注 2：脱气不好可能导致负峰，可采用氦气吹扫、真空脱气或超声波搅动脱气。 6.3 十二烷基苯：质量分数不低于 98%。 6.4 邻二甲苯：质量分数不低于 98%。 6.5 六甲基苯：质量分数不低于 98%。 6.6 萘：质量分数不低于 98%。 6.7 芴：质量分数不低于 98%。 6.8 菲：质量分数不低于 98%。 6.9 二苯并噻吩：质量分数不低于 95%。 6.10 9-甲基蒽：质量分数不低于 95%。 6.11 蒽〔原文不清〕）：质量分数不低于 95%。 6.12 脂肪酸甲酯：符合 GB 25199 的要求。 6.13 质量控制样品：稳定的、具有代表性的样品。 系统性能验证溶液 SCS1 配制（9.4）：称量 1.0 g±0.1 g 环己烷、0.1 g±0.01 g 十二烷基苯、0.5 g±0.05 g 邻二甲苯、0.1 g±0.01 g 六甲基苯、0.1 g±0.01 g 萘、0.05 g±0.005 g 二苯并噻吩、0.05 g±0.005 g 9-甲基蒽，精确到 0.000 1 g，置于 100 mL 容量瓶，用超声波使所有组分溶解于环己烷和邻二甲苯中，用正庚烷稀释至刻度。注：容量瓶密封较好且在冷暗条件下保存（如冰箱中），SCS1 可使用一年。 系统性能验证溶液 SCS2 配制（9.5）：称量 0.4 g±0.1 g 脂肪酸甲酯、0.04 g±0.01 g 蒽〔原文不清〕），精确到 0.000 1 g，置于 100 mL 容量瓶，加入适量正庚烷，用超声波在 35 °C 下使所有组分溶解，确保全部溶解无残留后，加正庚烷至刻度。注 1：放在超声波浴中 25 min 可确保全部溶解。注 2：容量瓶密封较好且在冷暗条件下保存（如冰箱中），SCS2 可使用一年。 标准溶液 A、B、C、D 配制（10.1）：参考表 1 浓度配制，称量标准物质精确到 0.000 1 g，置于 100 mL 容量瓶，用正庚烷稀释至刻度。注：容量瓶密封较好且在冷暗条件下保存（如冰箱中），标准溶液可使用六个月。 表 1 标准溶液的浓度（单位为克每百毫升）： | 标准物质 | A | B | C | D | |---|---|---|---|---| | 邻二甲苯 | 4.0 | 1.0 | 0.25 | 0.05 | | 芴 | 2.0 | 1.0 | 0.25 | 0.02 | | 菲 | 0.4 | 0.2 | 0.05 | 0.01 |

关键条件

流动相流速（9.3）：调节在 0.8 mL/min~1.2 mL/min 并保持恒定，保证示差折光检测器参考池内充满流动相；如有温控装置，保证色谱柱温度和示差折光检测器温度稳定并保持一致。注：保持参考池充满流动相可使基线漂移最小；两种合适方法：1）分析前使流动相通过参考池，然后封闭以防止挥发；2）持续向参考池以恒定流速补充流动相以补偿溶剂挥发；预先优化补充流速以使参考池和分析池不匹配最小；对一些检测器，可把补充流速设置为分析流速的十分之一。 柱温：20 °C~40 °C 恒温（±1 °C）（见 7.5）。 进样量：10 µL（见 7.2、9.6、9.12、10.2、11.3.2）；也可 3 µL~20 µL（见 7.2 注 3）。 色谱柱：氨基键合（或极性氨基/氰基键合）硅胶固定相，粒径 3 µm、5 µm 或 10 µm（见 7.4）；附录 A 推荐柱长 150 mm~300 mm、内径 4 mm~5 mm，最好采用保护柱（如规格 4.6 mm×30 mm，装有氨基键合硅胶柱），并定期更换。 系统性能验证（9.6）：操作条件稳定后（基线水平后），注入 10 µL SCS1，记录谱图，确保分析周期内基线漂移不超过环己烷峰高的 0.5%。注：超出此值可能是色谱柱和示差折光检测器温控有问题，和（或）色谱柱上极性材料流失。 流出顺序（9.7）：SCS1 组分按以下顺序流出：环己烷、十二烷基苯、邻二甲苯、六甲基苯、萘、二苯并噻吩、9-甲基蒽。 分离要求（9.8）：SCS1 所有组分达到基线分离（见图 2）。 分辨率要求（9.10）：环己烷和邻二甲苯的分辨率在 5.7~10 之间（见 12.2）。 SCS2 检查（9.12）：确保 SCS2 样品均匀，注入 10 µL SCS2 标准溶液，使蒽〔原文不清〕）刚好在脂肪酸甲酯的第一个峰前流出或与其一起流出；确保蒽的保留时间比 9-甲基蒽长。注：开始使用新色谱柱、色谱柱使用一段时间活性下降或要分析含 FAME 的试样时，先用 SCS2 检查色谱柱性能。 图 2 系统性能验证溶液（SCS1）色谱图标引序号：1——环己烷；2——十二烷基苯；3——邻二甲苯；4——六甲基苯；5——萘；6——二苯并噻吩；7——9-甲基蒽。 图 3 标准溶液 A 色谱图标引序号：1——邻二甲苯；2——芴；3——菲。

计算与结果

标准物质保留时间（从 SCS1 色谱图测得，见 9.9）：环己烷保留时间 t_1（s）；十二烷基苯 t_2（s）；邻二甲苯 t_3（s）；六甲基苯 t_4（s）；萘 t_5（s）；二苯并噻吩 t_6（s）；9-甲基蒽 t_7（s）。 12.2 柱分辨率：环己烷和邻二甲苯的分辨率 R 由式（1）计算： R = 2(t_3 − t_1) / [1.699(Y_1 + Y_3)] 式中：t_1——环己烷保留时间（s）；t_3——邻二甲苯保留时间（s）；Y_1——环己烷半峰宽（s）；Y_3——邻二甲苯半峰宽（s）；2——平均峰宽系数 1/2 的倒数；1.699——峰宽/半峰宽的系数。 12.3 切割时间： t_a 是基线上刚好在非芳烃峰前的那一点； t_b = 0.5(t_1 + t_2)； t_d = t_6 + 0.4(t_7 − t_6)； t_e 是基线上所有三环＋芳烃峰后的那一点。 注：含有脂肪酸甲酯的样品，t_a 是基线上第一个脂肪酸甲酯峰之前的那一点。 t_c = t_4。 12.4 各类芳烃含量：单环芳烃、双环芳烃和三环＋芳烃含量（质量分数）w，用数据系统直接得到或由式（2）计算： w = [(A × S) + I] × V / m 式中：A——单环芳烃或双环芳烃或三环＋芳烃的峰面积；S——对应工作曲线的斜率（g/100 mL 对峰面积）；I——对应工作曲线的截距；V——试样溶液总体积（mL）（见 11.1 或 11.2）；m——试样量（g）（见 11.1 或 11.2）。 12.5 多环芳烃含量由双环芳烃含量和三环＋芳烃含量加和求得（DAH + T+AH）；总芳烃含量由单环芳烃、双环芳烃和三环＋芳烃含量加和求得（MAH + DAH + T+AH）；各类芳烃含量均以质量分数表示。 13 结果表示：报告单环芳烃、双环芳烃、三环＋芳烃、多环芳烃和总芳烃含量，均以质量分数表示，精确到 0.1%。

质量控制

概述：步骤 A 确定方法精密度时试样单环芳烃含量（质量分数）6%~30%、双环芳烃 1%~10%、三环＋芳烃 0%~2%、多环芳烃 1%~12%、总芳烃 7%~42%；步骤 B 确定方法精密度时试样总芳烃含量（质量分数）0.2%~2%。按下述规定判断试验结果可靠性（95% 置信水平）。 14.2 重复性（r）：同一操作者，在同一实验室，使用同一台仪器，按照相同方法，对同一试样采用正确操作方法进行连续测定，得到的两个重复测试结果之差，不应超过表 2（步骤 A）、表 3（步骤 B）的值。 14.3 再现性（R）：不同操作者，在不同实验室，使用不同仪器，按照相同方法，对同一试样分别进行测定，得到的两个单一、独立的试验结果之差，不应大于表 2（步骤 A）、表 3（步骤 B）的值。 表 2 精密度（步骤 A）： | 化合物类型 | 测定范围（质量分数）/% | 重复性（质量分数）/% | 再现性（质量分数）/% | |---|---|---|---| | 单环芳烃 | 6~30 | 0.032X_1 − 0.161 | 0.144X_2 − 0.344 | | 双环芳烃 | 1~10 | 0.151X_1 − 0.036 | 0.363X_2 − 0.087 | | 三环＋芳烃 | 0~2 | 0.092X_1 + 0.098 | 0.442X_2 + 0.471 | | 多环芳烃 | 1~12 | 0.074X_1 + 0.186 | 0.185X_2 + 0.465 | | 总芳烃 | 7~42 | 0.040X_1 − 0.070 | 0.172X_2 − 1.094 | 表 2 注 1：X_1 为得到的两个重复测试结果的平均值；X_2 为得到的两个单一、独立的试验结果的平均值。注 2：确定方法精密度时试样的脂肪酸甲酯含量（体积分数）为 0%~30%。 表 3 精密度（步骤 B）： | 化合物类型 | 测定范围（质量分数）/% | 重复性（质量分数）/% | 再现性（质量分数）/% | |---|---|---|---| | 总芳烃 | 0.2~2.0 | 0.039 1X_1 + 0.077 2 | 0.171 3X_2 + 0.346 9 | 表 3 注 1：X_1 为得到的两个重复测试结果的平均值；X_2 为得到的两个单一、独立的试验结果的平均值。注 2：确定方法精密度时试样的脂肪酸甲酯含量（体积分数）为 0%~7%。

引用文件

GB/T 4756 石油液体手工取样法 GB/T 12806—2011 实验室玻璃仪器 单标线容量瓶 GB 25199 B5 柴油 GB/T 27867 石油液体管线自动取样法 NB/SH/T 0843 石化行业分析测试系统的评价统计技术法 参考文件（本文件起草依据）：GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》

切割、量值与报告边界学习

本页按2022版原件局部核对配标表、分辨率式、切割时间、含量式和步骤A精密度表。其余既有正文保留，完整仪器、图谱、软件与受控安全程序及独立技术验收未完成。本页用于方法学习，不代替受控操作文件。

原12.3将t_a定义为非芳烃峰前一点，而含FAME的注又写t_a在第一个FAME峰之前，两处衔接待技术核实，未自行改为t_e。含量式按原括号呈现；曲线斜率g/100mL对峰面积、体积mL、称样g与结果质量分数的单位衔接仍待技术核实，未补倍率或提供计算器。

步骤A与步骤B的FAME限制为体积分数，芳烃测定范围及结果为质量分数，两者不能混用。报告单环、双环、三环＋、多环与总芳烃，结果精确到0.1%；报告还应列试样名称、标准编号、结果、规定步骤的偏离及试验日期。95%方法精密度仅在原步骤、组分与范围内使用，不是具体商品批次证书不确定度。方法试样或溶液处理条件不作商品储存、有效期或适用性承诺。