液氧中微量乙炔的色譜法分析

 

1 　前　言

 

空分裝置是尿素生產(chǎn)的重要裝置,因液氧中含有微量乙炔,當(dāng)乙炔聚集到一定量時容易引起爆炸,故需要經(jīng)常檢測乙炔的含量。為了適應(yīng)車間生產(chǎn)的快速檢測的需要,采用自制色譜柱進(jìn)行色譜分析取代比色分析法,具有簡便、快速、準(zhǔn)確度高。

 

2 　測定原理

 

根據(jù)氣相色譜儀使用狀況,采用氫火焰離子化檢測器(FID) 進(jìn)行液氧中微量乙炔的測定。FID

在工作時需要載氣、氫氣和空氣,當(dāng)氫氣在空氣中燃燒時,火焰中的離子很少,但如果有碳?xì)浠衔锎嬖跁r,離子就大大增加。當(dāng)從柱后流出的載氣和樣品用氫氣混合在空氣中燃燒,有機化合物被電離成正負(fù)離子,正負(fù)離子在電場的作用下就產(chǎn)生了相對燃燒物質(zhì)量的電流,這個電離經(jīng)微電流放大器放大后,可用數(shù)據(jù)處理機記錄下來做為定性定量的依據(jù)。

 

3 　實驗部分

 

3. 1 　實驗儀器

采用外標(biāo)法定量,以含乙炔10. 6 ×10 -6 的鋼瓶標(biāo)準(zhǔn)氣對該分析方法的可靠性進(jìn)行實驗。

 

實驗儀器:GC9310氣相色譜儀; 色譜數(shù)據(jù)處理機; SGK-2LB空氣發(fā)生器; SGH -300 型氫氣發(fā)生器;載氣為高純氮。

 

3. 2 　吸附的選擇

在色譜分析中,組分的分離度是準(zhǔn)確定量的關(guān)鍵,所以必須選用恰當(dāng)?shù)纳V柱。實驗所用的液氧氣源中除被測乙炔外,還含有乙烷、乙烯、丙烷等雜質(zhì)。為分離這三種雜質(zhì),首先選用了TDK

做填充柱,但譜圖顯示其分離效果欠佳,且靈敏度很低,不宜用于本方法中。而后選用自制的有機高分子微球做吸附柱,具有足夠的分離效果和較高的靈敏度。有機高分子微球:粒度0. 177～0. 25 mm 。

 

3. 3 　測定條件

柱溫65 ℃;檢測器溫度75. 5 ℃;載氣(N2) :0. 07MPa;H2:0.05 MPa;Air:0.09 MPa; 色譜柱<3 mm ×4m 不銹鋼填充柱(自制);進(jìn)樣量1 ml 。

 

3. 4 　檢測范圍

實驗采用稀釋鋼瓶標(biāo)樣的方法配制10. 1 ×10 -6 的樣品,其檢測zui小濃度為0. 1 ×10 -6 。

 

3. 5 　線性范圍

從實驗數(shù)據(jù)觀察,由于鋼瓶標(biāo)樣的濃度較高和低濃度的樣品線性較差,為此,我們配制了一系

列低濃度的乙炔樣品,考察其濃度與峰高的線性關(guān)系及線性范圍。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn), 在乙炔0～10 ×10 -6 范圍內(nèi),濃度與峰值有較好的線性關(guān)系(見表1) 。

 

表1 　濃度與峰面積對應(yīng)情況

 

濃度 P10 6 2 4 6 8 10

峰面積Pmm3 29018 58042 87050 116070 145088

3. 6 　精密度

 

在上述分析條件下, 配制乙炔含量為5 × 10 -6 的樣品氣進(jìn)行五次重復(fù)測試,測定結(jié)果見表

 

4 　結(jié)　論

 

實驗結(jié)果表明,通過對儀器型號、色譜柱、載氣、儀器工作條件等幾方面的選擇,采用高靈敏度氫焰(FID) 檢測器可準(zhǔn)確測量微量乙炔,zui小濃度為0. 1 ×10 -6 。該方法標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.12 %, 線性范圍在0～25 ×10 -6 。

 

1 　前　言

 

空分裝置是尿素生產(chǎn)的重要裝置,因液氧中含有微量乙炔,當(dāng)乙炔聚集到一定量時容易引起爆炸,故需要經(jīng)常檢測乙炔的含量。為了適應(yīng)車間生產(chǎn)的快速檢測的需要,采用自制色譜柱進(jìn)行色譜分析取代比色分析法,具有簡便、快速、準(zhǔn)確度高。

 

2 　測定原理

 

根據(jù)氣相色譜儀使用狀況,采用氫火焰離子化檢測器(FID) 進(jìn)行液氧中微量乙炔的測定。FID

在工作時需要載氣、氫氣和空氣,當(dāng)氫氣在空氣中燃燒時,火焰中的離子很少,但如果有碳?xì)浠衔锎嬖跁r,離子就大大增加。當(dāng)從柱后流出的載氣和樣品用氫氣混合在空氣中燃燒,有機化合物被電離成正負(fù)離子,正負(fù)離子在電場的作用下就產(chǎn)生了相對燃燒物質(zhì)量的電流,這個電離經(jīng)微電流放大器放大后,可用數(shù)據(jù)處理機記錄下來做為定性定量的依據(jù)。

 

3 　實驗部分

 

3. 1 　實驗儀器

采用外標(biāo)法定量,以含乙炔10. 6 ×10 -6 的鋼瓶標(biāo)準(zhǔn)氣對該分析方法的可靠性進(jìn)行實驗。

 

實驗儀器:GC9310氣相色譜儀; 色譜數(shù)據(jù)處理機; SGK-2LB空氣發(fā)生器; SGH -300 型氫氣發(fā)生器;載氣為高純氮。

 

3. 2 　吸附的選擇

在色譜分析中,組分的分離度是準(zhǔn)確定量的關(guān)鍵,所以必須選用恰當(dāng)?shù)纳V柱。實驗所用的液氧氣源中除被測乙炔外,還含有乙烷、乙烯、丙烷等雜質(zhì)。為分離這三種雜質(zhì),首先選用了TDK

做填充柱,但譜圖顯示其分離效果欠佳,且靈敏度很低,不宜用于本方法中。而后選用自制的有機高分子微球做吸附柱,具有足夠的分離效果和較高的靈敏度。有機高分子微球:粒度0. 177～0. 25 mm 。

 

3. 3 　測定條件

柱溫65 ℃;檢測器溫度75. 5 ℃;載氣(N2) :0. 07MPa;H2:0.05 MPa;Air:0.09 MPa; 色譜柱<3 mm ×4m 不銹鋼填充柱(自制);進(jìn)樣量1 ml 。

 

3. 4 　檢測范圍

實驗采用稀釋鋼瓶標(biāo)樣的方法配制10. 1 ×10 -6 的樣品,其檢測zui小濃度為0. 1 ×10 -6 。

 

3. 5 　線性范圍

從實驗數(shù)據(jù)觀察,由于鋼瓶標(biāo)樣的濃度較高和低濃度的樣品線性較差,為此,我們配制了一系

列低濃度的乙炔樣品,考察其濃度與峰高的線性關(guān)系及線性范圍。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn), 在乙炔0～10 ×10 -6 范圍內(nèi),濃度與峰值有較好的線性關(guān)系(見表1) 。

 

表1 　濃度與峰面積對應(yīng)情況

 

濃度 P10 6 2 4 6 8 10

峰面積Pmm3 29018 58042 87050 116070 145088

3. 6 　精密度

 

在上述分析條件下, 配制乙炔含量為5 × 10 -6 的樣品氣進(jìn)行五次重復(fù)測試,測定結(jié)果見表

 

4 　結(jié)　論

 

實驗結(jié)果表明,通過對儀器型號、色譜柱、載氣、儀器工作條件等幾方面的選擇,采用高靈敏度氫焰(FID) 檢測器可準(zhǔn)確測量微量乙炔,zui小濃度為0. 1 ×10 -6 。該方法標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.12 %, 線性范圍在0～25 ×10 -6 。