郭為民 張曉輝 岳愛(ài)范 朱海燕 李毅梅

（呼和浩特石化公司質(zhì)檢部，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010070）

煉廠氣是煉油工藝產(chǎn)生的各種氣體的混合物，它們可以是燃料氣、最終產(chǎn)品或下一步工藝的原料。煉廠氣的組成很復(fù)雜，一般含有烴類(lèi)、永久氣體、硫化物等等。對(duì)其組分的精確而快速的分析對(duì)于優(yōu)化煉油工藝和控制產(chǎn)品質(zhì)量是必不可少的。因此有必要尋找一種方便、快捷、全面、準(zhǔn)確的分析方法，以便得到這些氣體的正確組成。

本文采用多維氣相色譜技術(shù)進(jìn)行煉廠氣的全組分分析。多維色譜是指使用兩根以上的色譜柱或兩個(gè)以上的檢測(cè)器，通過(guò)閥切換來(lái)改變載氣流向的辦法，用一臺(tái)色譜儀得到比單柱系統(tǒng)更多的分離信息。一次進(jìn)樣分析僅需要5~6分鐘。而對(duì)于傳統(tǒng)的單柱色譜分析來(lái)說(shuō)，因煉廠氣中既有有機(jī)組分又有無(wú)機(jī)組分，再加上考慮氣相色譜的載氣選擇問(wèn)題，所以要得到煉廠氣的全組分分析必須要用到三臺(tái)以上色譜儀。采用多維氣相色譜技術(shù)，不僅大大提高了分析效率同時(shí)也為公司一次性節(jié)約儀器購(gòu)置費(fèi)大約上百萬(wàn)元，同時(shí)也很大程度的節(jié)約了后續(xù)運(yùn)行成本。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

分析儀器：安捷倫7890氣相色譜儀。儀器配置：7890主機(jī)閥箱、進(jìn)樣口模塊、分流/不分流進(jìn)樣口、LAN接口、電子流量控制模塊、氫火焰離子化檢測(cè)器、熱導(dǎo)檢測(cè)器(兩個(gè))、六個(gè)微填充色譜柱和毛細(xì)管色譜柱、兩個(gè)十通閥、三個(gè)六通閥、一個(gè)自動(dòng)開(kāi)關(guān)閥、液體采樣閥、軟件。

試劑：標(biāo)準(zhǔn)氣體，包含組分有：甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、異丁烷、正丁烷、丙二烯、乙炔、反-2-丁烯、正丁烯、異丁烯、順-2-丁烯、異戊烷、正戊烷、1,3-丁二烯、反-2-戊烯、正戊烷、2-甲基-2-丁烯、順-2-戊烯、C6+、一氧化碳、二氧化碳、氮?dú)?、氧氣、氫氣、硫化氫?/p>

1.2 色譜柱：

柱 1（Column 1）：3 m×0.32 mm×4 μm SPB-1

圖1 為氣相色譜流程示意圖

柱 2（Column 2）：25 m×0.32 mm×8 μm Al2O3 Plot'S'

柱 3（Column 3）：0.25 m×1/16"，(ID 1mm) Silcosteel,HayeSep Q

柱 4（Column 4）：1 m×1/16" Silcosteel，(ID 1mm)HayeSep N

柱 5（Column 5）：1 m×1/16" Silcosteel，(ID 1mm)HayeSep Q+2 m×1/16"Silcosteel,，Molsieve 5A

柱 6（Column 6）：2 m×1/16" Silcosteel，(ID 1mm)Molsieve 13X

圖1氣相色譜流程示意圖。

1.3 色譜條件

色譜柱采取程序升溫：80℃穩(wěn)定 2min，35℃/min 升 至185℃，穩(wěn)定2min；進(jìn)樣口溫度：200℃；Aux 1 (柱箱)：70℃；Aux 2(閥箱)：70℃；檢測(cè)器溫度：FID為 190℃；TCD 為 150℃；分流比：150:1。

2 結(jié)果和討論

2.1 定性和定量分析

定性分析是在選定的色譜條件下，采用色譜柱標(biāo)準(zhǔn)譜圖結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)氣組分對(duì)照進(jìn)行。定量分析采用外標(biāo)、面積歸一法進(jìn)行。完整的校正因子是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行外標(biāo)完成的。確定校正因子的具體過(guò)程為：在確定的色譜條件下，用已知組分含量的標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)樣，分析結(jié)束后，通過(guò)調(diào)用化學(xué)工作站定制校正表菜單，將兩個(gè)TCD和FID上檢測(cè)到的面積信號(hào)調(diào)出，并分別輸人相對(duì)含量，得到各組分的校正因子。

2.2 精密度和準(zhǔn)確度試驗(yàn)

2.2.1 精密度

按實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定催化裝置干氣樣品各組分的含量，計(jì)算平均值和測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。且本方法定量測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差與文獻(xiàn)值吻合。

2.2.2 準(zhǔn)確度

用傳統(tǒng)方法，即三臺(tái)色譜儀分別對(duì)樣品中的烴類(lèi)、永久氣體（氧氣、氮?dú)狻⒁谎趸?、二氧化碳）、氫氣進(jìn)行測(cè)定，用檢測(cè)管法分析硫化氫含量，最終將結(jié)果進(jìn)行歸一化，結(jié)果列于表1。由表1可見(jiàn)，本實(shí)驗(yàn)方法的測(cè)定結(jié)果與傳統(tǒng)方法多臺(tái)色譜儀測(cè)定結(jié)果的誤差在允許誤差范圍內(nèi)，兩種方法的測(cè)定結(jié)果基本一致。

表1 精密度（n=6）和準(zhǔn)確度（n=2）試驗(yàn)結(jié)果

結(jié)論

采用多維氣相色譜法測(cè)定煉廠氣組成，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和對(duì)比得知該方法的精密度和準(zhǔn)確度較高，且突出特點(diǎn)是方便、快捷，完全可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)方法測(cè)定煉廠氣中各組分的含量，滿(mǎn)足生產(chǎn)和科研的需要。

[1] 張海波，桂建舟，李孝國(guó)，張曉彤，宋麗娟，孫兆林.多維氣相色譜技術(shù)用于輕質(zhì)烴芳構(gòu)化產(chǎn)物的定性和定量分析.中國(guó)化工學(xué)會(huì)2005年石油化工學(xué)術(shù)年會(huì)論文集.2005.10.

[2] 駱重梅，魏海倉(cāng).應(yīng)用多維氣相色譜儀實(shí)現(xiàn)汽油中的烴類(lèi)組成、含氧化合物、苯類(lèi)物質(zhì)準(zhǔn)確測(cè)定[J].甘肅科技.2009.09.08.