上海精科氣相色譜儀器

實(shí)驗(yàn)室1 采用：1790 氣相色譜儀（美國(guó)Agilent 公司）、熱導(dǎo)檢測(cè)器；載氣：氬氣；N-2000 雙通道工作站（浙江大學(xué)）。1790 氣相色譜儀（美國(guó)Agilent 公司）、氫火焰離子化檢測(cè)器；載氣：氬氣；N-2000 雙通道工作站（浙江大學(xué)）。

實(shí)驗(yàn)室2 采用：GC-122 氣相色譜儀（上海精密科學(xué)儀器公司）、熱導(dǎo)檢測(cè)器；載氣：氬氣；杭州英譜色譜數(shù)據(jù)工作軟件V. 4.0。GC-112A 氣相色譜儀（上海精密科學(xué)儀器公司）、FID 檢測(cè)器、毛細(xì)管分流進(jìn)樣系統(tǒng)；載氣：氬氣；杭州英譜色譜數(shù)據(jù)工作軟件V. 4.0；進(jìn)樣器：采用氣體六通閥進(jìn)樣，樣品環(huán)體積：0.4ml。

2.2 材料

（1）色譜柱：碳分子篩填充柱，長(zhǎng)2m，內(nèi)徑2mm，ProPack Q 預(yù)分離柱，長(zhǎng)1m，內(nèi)徑2mm（南京佳諾儀器儀表公司）；Al2O3 石英毛細(xì)管柱，長(zhǎng)30m ，內(nèi)徑：0.53mm（南京佳諾儀器儀表公司）。

（2） 混合物標(biāo)準(zhǔn)氣（南京偉創(chuàng)氣體公司）1）液化氣：CH4：0.58%，C2H6：0.36%，C3H8：0.51%，CO：13.5%，CO2：6.69%，i-C4H10：5.00%，n-C4H10：4.92%，i-C5H12：1.00%， n-C5H12：0.90%，N2：10%，H2：56.54%。

2） 天然氣：CH4：88.5%，C2H6：3.31%，C3H8：2.09%，i-C4H10：0.964%，i-C5H12：0.362%，N2：3.504%。3） 人工煤氣：H2：58.8%，CO：15.2%，CO2：2.10%，CH4：20.8%，C2H6：1.03%，C3H8：1.07%，N2：1.0%。

2.3 毛細(xì)管色譜條件

烴類(lèi)分析：柱溫：80℃保持2min，10℃/min, 200℃保持4min；FID：150℃，進(jìn)樣器溫度：150℃； 尾吹：20ml/min；分流比：1：100；填充柱色譜條件：柱溫35℃；TCD 檢測(cè)器溫度：150℃, 橋流: 70ma；進(jìn)樣器溫度：150℃。

3.1 分離柱的選擇

本文選擇高效Al2O3 毛細(xì)管柱，長(zhǎng)30m，內(nèi)徑為0.53mm。該柱適用于分離C1~C4 的單個(gè)輕烴, 也可以分離C4~C7 的重組分。Al2O3 毛細(xì)管柱是分析液化石油氣和天然氣中烴類(lèi)的最佳色譜柱，商品柱制備已比較成熟，重復(fù)性較好，柱壽命較長(zhǎng)。分析液化石油氣的色譜圖如圖1 所示。由圖1 可以看出：C1~C4 的烴類(lèi)及C5 以上的組分可以得到很好的分離。圖2 是天然氣的分析色譜圖，天然氣中H2、O2、N2、CH4 和烴類(lèi)選擇用Propack Q 預(yù)分離柱，先將H2、O2、N2、CH4 同C2-C10 的烴類(lèi)進(jìn)行分離，待H2、O2、N2、CH4 進(jìn)入碳分子篩填充柱后進(jìn)一步分離，同時(shí)啟動(dòng)切換閥，將C2 以上的重組分從預(yù)柱中反吹出去，以保證碳分子篩柱不被重組分污染，不影響下一個(gè)樣品的分析結(jié)果，用TCD 檢測(cè)器檢測(cè)。可以看出天然氣中H2、O2、N2、CH4 分離良好。圖3 是天然氣在Al2O3 柱上C1-C7 的分離色譜圖。由圖3 可以看出，天然氣中大量的CH4 和鄰近的C2H6分離很好, 烴類(lèi)可以分離到C7，人工煤氣的分析過(guò)程與天然氣基本相同，CO2 用差減法進(jìn)行計(jì)算, 亦可以將填充色譜儀程序升溫到160℃, CO2 出峰后直接計(jì)算。

3.2 定量方法的選擇和重復(fù)性的考察液化石油氣的組分主要是烴類(lèi)，但CH4 和C2H6 在FID 上的響應(yīng)較低, 用面積校正歸一法比較合適，我們考察了分析方法的重復(fù)性和可靠性，計(jì)算出相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（重復(fù)性）和相對(duì)校正因子列在表1 中，天然氣和人工煤氣用外標(biāo)法定量，如表2、表3 所示，同一樣品連續(xù)4 次進(jìn)樣分析，結(jié)果顯示標(biāo)準(zhǔn)偏差比較低，定量重復(fù)性很好，均在國(guó)標(biāo)的允許范圍內(nèi)3.3 預(yù)柱預(yù)分離和切換反吹的分析方法天然氣和人工煤氣除了永久性氣體還有烴類(lèi)，如上所述，首先采用六通閥進(jìn)樣，通過(guò)預(yù)柱預(yù)分離無(wú)機(jī)氣體和烴類(lèi)，待H2、O2、N2、CO、CH4 進(jìn)入主分離柱（碳分子篩） 分離，接著用六通閥切換反吹，目的是將預(yù)柱中C2 以上的重組分反向吹出，以保護(hù)主柱不被重組分污染，影響下一次分析。詳細(xì)流路圖如圖4 所示。在長(zhǎng)期的使用中未發(fā)現(xiàn)有C2 以上的烴類(lèi)的干擾峰。

3.4 載氣的選擇

從熱導(dǎo)檢測(cè)器的靈敏度考慮，以選擇氫氣或氦氣為佳（國(guó)標(biāo)選擇氫氣作載氣），但由于分析的3 種燃?xì)庵腥斯っ簹夂袣錃夂偷獨(dú)猓ㄌ烊粴庵幸埠猩倭康牡獨(dú)猓?，需要檢測(cè)其含量，所以不能選擇氫氣或氮?dú)庾鬏d氣；如果選擇氦氣作載氣，則工作站獲得的氫氣峰與其他峰（氧氣、氮?dú)獾龋?方向相反，為反峰，不利于計(jì)算其含量。所以最終選擇以氬氣作載氣，近兩年的分析證明數(shù)據(jù)重復(fù)性好、精度高、符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

綜上所述, 用兩臺(tái)色譜儀，一臺(tái)用高效毛細(xì)管色譜分析人工煤氣、液化石油氣、天然氣中的烴類(lèi)；另一臺(tái)分析天然氣和人工煤氣中的永久性氣體。在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過(guò)近3 年的考察, 色譜峰的分離度能夠滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，數(shù)據(jù)的重復(fù)性亦符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，方法簡(jiǎn)單，容易操作，得到同行和專(zhuān)家的一致好評(píng)。