標題氣相色譜法分析空分裝置總烴和二氧化碳

　摘要：空分塔液氧中總烴及純化器后空氣中的二氧化碳含量是空分裝置安穩運行的關鍵控制指標。本文詳細論述了氣相色譜法分析總烴及二氧化碳的原理及方法，操作簡單，結果準確，即可用作實驗室分析，又可作為在線分析。
　　
　　關鍵詞:總烴;二氧化碳;六通閥；甲烷轉化爐
　　
　　1前言
　　
　　總烴和二氧化碳數據是空分裝置平穩操作的重要依據之一，尤其液氧中乙炔含量高易引起裝置發生爆炸。在裝置運行過程中，樣品分析要求快速、準確，能夠及時為裝置安穩操作提供依據。目前通用的分析方法有色譜法及近紅外分析法，實驗室大多仍采用色譜法。色譜法分析總烴時，存在的最大問題是樣品中的氧氣直接影響到總烴結果的準確性。從理論上講，氧在氫焰中無響應，但它會影響到氫焰的穩定性，這就要求在定量總烴時氧氣與甲烷有一定的分離度。若用常規色譜柱較難實現，通過實驗比對，用再處理氧化鋁專用色譜柱可很好地把氧氣和甲烷分開，并且同時能夠很好地把乙炔單獨定量分析，乙炔檢測限可小于0.1PPm，單程分析時間不超過10min。此色譜柱與甲烷轉化爐結合還可很好地定量分析純化器后的微量二氧化碳，且分析時間短，一般不超過6min。若采用標準規定的碳分子篩柱，分析時間長，峰形拖尾嚴重，且結果重復性差。經過比對實驗，氧化鋁專用色譜柱結合簡單的色譜儀配置可很好定量空分裝置中的總烴（包括乙炔）和微量二氧化碳。
　　
　　2分析方法原理
　　
　　樣品中總烴組分由載氣攜帶進入色譜柱進行分離，再由氫焰檢測器進行檢測。樣品中微量二氧化碳由載氣攜帶進入色譜柱分離，然后再通過甲烷轉化爐生成甲烷由氫焰檢測器進行檢測。
　　
　　3、實驗部分
　　
　�。�.１儀器材料
　　
　�。�.１.１氫氣源：純度＞９９.９％，壓力＞０.４ＭＰａ。
　　
　�。�.１.２氮氣源：純度＞９９.９％，壓力＞０.5ＭＰａ。
　　
　�。�.１.３儀器：GC14C型氣相色譜儀，配有氫焰檢測器，兩個六通閥，自已用VC 編寫的色譜工作站。
　　
　�。�.１.4色譜柱：氧化鋁專用色譜柱，內徑2毫米，長6米，自已填裝。
　　
　�。�.２色譜操作條件
　　
　�。�.２.１溫度：進樣器溫度＝8０℃柱溫＝60℃檢測室溫度＝120℃
　　
　�。�.２.２載氣壓力及流量：氮氣壓力0.5MPa，流量3０ｍｌ/ｍｉｎ。
　　
　�。�.２.３輔助氣壓力及流量：氫氣壓力0.4MPa，流量30ml/min；空氣壓力0.4MPa，流量300ml/min。
　　
　　3．3氣路流程
　　
　　系統氣路及色譜柱連接圖如下：
　　
　�。矗�結果與討論
　　
　�。矗�１六通閥使用規則
　　
　　無論是分析總烴或二氧化碳，共用一個進樣六通閥。當分析總烴時，切換六通閥處于關閉狀態，載氣不通過甲烷轉化爐；當分析二氧化碳時，切換六通閥使之處于開狀態，讓載氣通過甲烷轉化爐，用以分析二氧碳。
　　
　�。矗�２確定各組分體積校正因子
　　
　　用已知濃度的標準氣求得組分體積校正因子如下表,組分校正因子是用大連特種氣體產業公司提供的標準氣求得。
　　
　　組分名稱標準氣含量PPv體積絕對校正因子（*10-6）
　　
　　甲烷10.07.91247
　　
　　乙烷4.56.42911
　　
　　乙烯9.36.57183
　　
　　二氧化碳5.616.4921
　　
　　乙炔1.84.6896
　　
　　丙烷4.73.9813
　　
　　丙烯9.34.48795
　　
　　異丁烷9.33.08077
　　
　�。矗�３重復性考察
　　
　　用上表校正因子，對同一樣品進行七次重復測定，各組分相對標準偏差均在4%以下，結果如下表，由表中分析數據說明此方法重復性好，精密度高。
　　
　　組分測定次數（PPv）標準偏差相對標準偏差
　　
　　1234567平均
　　
　　甲烷1010.289.9210.159.9610.310.410.140.18821.86
　　
　　乙烷4.54.544.454.564.524.74.654.560.0871.91
　　
　　乙烯9.39.419.289.389.349.429.349.350.0530.57
　　
　　二氧化碳5.65.635.795.785.685.745.585.680.0861.51
　　
　　乙炔1.81.821.71.821.691.751.781.760.0543.06
　　
　　丙烷4.74.824.654.84.684.724.664.720.0671.42
　　
　　丙烯9.39.429.329.59.459.289.349.370.0840.89
　　
　　異丁烷9.39.439.289.369.329.429.359.350.0570.61
　　
　�。矗�４樣品測定譜圖
　　
　　4．4．1液氧中總烴分析色譜圖
　　
　　4．4．2純化器后二氧化碳分析色譜圖
　　
　�。矗�５結論
　　
　　4.5.1用GC14C型氣相色譜儀，采用此分析方法，單機一次進樣可檢測樣品氣中的甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、二氧化碳、丙烷、丙烯、異丁烷、正丁烷等烴類組分。
　　
　　4.5.2樣品分析方法操作簡單，重復性好，能夠完成空分裝置生產分析需要。
　　
　　4.5.3對于分析微量二氧化碳時，應注意轉化爐溫度及氫氣量配比大小。
　　
　　4.5.4若條件允許，也可用雙閥雙柱雙氫焰法配置儀器，使二氧化碳和總烴分析相互分開,便于在線分析維護。
　　
　　4.5.5此分析分析方法可用于空分裝置在線分析，及時為裝置提供可靠的分析數據。