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气相色谱法分析炼厂气
UOP 方法539－97
适用范围
这种自动方法适用于测定炼厂气样品的化学成份，或者测定炼油工艺中或天然资源中获得的液化石油气（LPG）样品的化学成份。非凝气体、硫化氢、C1到C4烃类、以及C5烷烃分别给出报告，同时C5烯烃和C6＋烃类作为复合物进行报告。氧气不和氩气分离。如果存在硫化氢的情况下，在有些分析仪中，硫化氢的结果可能不是定量的。本方法得到的单个组分或混合物定量结果从0.1到99.9％（摩尔）；但是得到的硫化氢的定量结果在0.1和25％（摩尔）之间。测试结果也可以以％（质量百分比）进行报告。
方法概述
本方法要求采用自动化炼厂气分析专用的气相色谱系统，能够经过多个色谱柱、多个检波器操作的阀门开关进行分析。使用两个进样阀，注入样品，在等温条件下进行分析。氢气和氦气，采用氮气载气和热导池检测器（TCD），在一个13X型分子筛色谱柱进行测定。样品中其他组分，采用氢气载气，经过用6－阀口和10－阀口旋转阀串联在一起的四个色谱柱和第二个TCD，进行测定。四个色谱柱分离总试样中各个专门的部分。开头两个色谱柱分开气体中的C3－C5馏程、二氧化碳、硫化氢和C5烯烃及／或C6＋烃复合物。第三个色谱柱解析中间馏程组分、乙烯和乙烷。轻质气体、氧气及／或氩气混合物、氮气、甲烷和一氧化碳被第四个色谱柱解析。采用单独的相对响应因子，然后归一化到100％，然后从记录峰值的测量面积，获得定量结果。
试验装置
为了给使用此方法的用户提供方便，这里给出了供应商和产品目录编号等参考资料。也可以使用其它供应商的产品。 使用此方法之前，用户有责任确定采用适当的预防措施，并且确定法律法规限制的适用性。采用本测试方法时，应该遵从采用有效的健康和安全措施。如果在测试过程中，不采用规定的方法，可能产生危险。做本测试方法中使用的所有材料，都应该审核其化学品安全技术说明书（MSDS）或者试验材料的化学品安全技术说明书（EMSDS），选用适当的个人防护器材（PPE）。
? 环球油品公司（UOP LLC）版权所有（1963年，1973年，1987年，1997年）
保留所有权利。
UOP测试方法也可以通过美国材料试验学会（ASTM）国际公司购买，地址：100 Barr Harbor Drive，PO Box C700，West Conshohocken PA 19428－2959，United States。这些测试方法也可以中美国材料试验学会（ASTM）的网站购买，网址：www.ASTM.org，或者接洽客户服务部，电子邮件：service@_ASTM.org，传真610.832.9555，或电话610.832.9585。
色谱柱： 色谱柱1A，长度30英尺，外径0.125英寸，在80／100红硅藻土（Chromosorb PAW）上含有20％
Sebaconitrile，用磷酸处理，惠普公司，目录编号：19006－80095；
色谱柱1B，长度2英尺，外径0.125英寸，在80／100红硅藻土（Chromosorb PAW）上含有20％ Sebaconitrile，用磷酸处理，惠普公司，目录编号：19006－80090；
色谱柱2，长度6英尺，外径0.125英寸，聚苯乙烯型色谱固定相（Porapak Q），80／100目，惠普公司，目录编号：19006－80015；
色谱柱3和色谱柱4，长度为10英尺，外径0.125英寸，分子筛型号13X，45／60目，惠普公司，目录编号：19006－80020，需要两个；
气体净化器，氢气气体净化器，用于从载气中去掉氧气，UOP Mat／Sen 公司，目录编号：P200－1；
气体净化器，氮气气体净化器，用于除去CO2、CO、H2O、O2和烃类，UOP Mat／Sen 公司，P300－1；
积分仪，电子积分仪，或用于获得峰面积的等效设备（可能包含在气相色谱系统中随系统提供）。 液化石油气（LPG）膨胀仪，用于把液化石油气（LPG）液体定量膨胀成为气体，请参见《LPG样品引入》和紧接着的下面目录：
接头配件，外插头，不锈钢制，连接到0.25英寸外插头的NPT（美国国家标准管螺纹）的0.25英寸管接头，接头套管（Swagelok），Dearborn 阀门配件公司，目录编号：SS －400－1－4，需要四个。样品钢瓶，如果其出口配件不是0.25英寸插入式NPT螺纹，将需要一个不同的配件。 配件，阀口连接器配件，不锈钢制，0.25英寸管接头，接头套管（Swagelok），Dearborn 阀门配件公司，目录编号：SS－401－PC，需要两个。
配件，中间三通接头，不锈钢制，0.25英寸，接头套管（Swagelok），Dearborn 阀门配件公司，目录编号：400－3；
管道，不锈钢制，类型：304，9英寸，外径0.25英寸×内径0.21英寸，Alltech Associates 公司，目录编号：30301；
真空泵，能够达到0.1毫米汞柱的真空，Fisher Scientific 公司，目录编号：01－115－2； 阀门，不锈钢制，0.25英寸接头套管（Swagelok），Whitey ，Dearborn 阀门配件公司，目录编号：SS－1RS4；
LPG 膨胀钢瓶，含有膨胀LPG样品的样品钢瓶。
钢瓶，4英寸×6英寸，316不锈钢制，内压1380kPa （200psi），二重连接，0.25英寸管道六方通孔，Arthur Harris 公司，目录编号：B－270；
配件，六角形管接头，不锈钢制，0.25英寸NPT（美国国家标准管螺纹），Cajon，Dearborn 阀门配件公司，目录编号：SS－4－HN，需要四个；
配件，三通管件，不锈钢制，0.25英寸NPT（美国国家标准管螺纹），Cajon，Dearborn 阀门配件公司，目录编号：SS－4－T；
压力表，不锈钢制压力表，从真空到有压力，量程从－100kPa 到＋200kpa（－14.5到＋29.0 psi）
范围，Matheson 气体产品公司，目录编号：63－2204；
阀门，不锈钢阀门，0.25英寸NPT进口，0.25英寸管接头出口，Whitey，Dearborn 阀门配件公司，
目录编号：SS－1RM4－S4，需要两个；
记录仪（可选件），用于补充积分仪绘图；
炼厂气分析仪。此方法中使用的分析仪，是基于市场上可以买到的惠普公司（Hewlett Packard）6890
气相色谱仪，带有电子气动控制，双热导池检测器，为自动化炼厂气分析专门进行配置，配有四个旋转阀，两个节流阀，和五个色谱柱进行本方法中说明的测试。图1给出了此系统的流程图。在《附件》中，列出了提供预先配置好的炼厂气分析仪的各个供应商。其它供应商也提供类似系统。与选定的供应商进行确认，为了专门类型的待分析样品类型，提供了所要求的分离。
减压阀，空气减压阀，两级，高纯度气体用，Matheson 气体产品公司，型号：3122－590；
减压阀，氢气减压阀，两级，高纯度气体用，Matheson 气体产品公司，型号：3122－350；
减压阀，氮气减压阀，两级，高纯度气体用，Matheson 气体产品公司，型号：3122－580；
节流阀，精密计量阀型节流阀，0.0625英寸接头套管（Swagelok），Nupro，Dearborn 阀门配件公司，目录编号：SS－1－SG，需要两个；
探漏仪，气体探漏仪，Alltech Associates公司，目录编号：21－250；
阀门，6个阀口（需要两个），8阀口和10阀口旋转阀，Valco仪器公司，型号：C6UWE ，C8UWE和C10UWE，各需若干个；
试样环管，不锈钢试样环管，100 μL，Valco 仪器公司，目录编号：SL 100CUW，需要两个；
管道，不锈钢管，外径0.0625英寸，Alltech Associates公司，目录编号：300010;
试剂和材料
除非另有规定，所有试剂应该符合美国化学学会（American Chemical Society）分析试剂委员会确定的性能规格，只要这个规格存在。
为了给使用此方法的用户提供方便，这里给出了供应商和产品目录编号等参考资料。也可以使用其它供应商的产品。
空气，压缩空气，用于开动色谱柱开关阀。
氢气，最低纯度99.95％氢气，以甲烷计的总烃小于0.5 ppm（零点调整用气体）；
氮气，最低纯度99.99％的氮气，以甲烷计的总烃小于0.5 ppm（零点调整用气体）；
混和气体，定性混和气体，用于测定分割时间，含有近似相等浓度的氢气、氩气、氮气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、正戊烷和1，3－丁二烯，Matheson 气体产物公司。警告：1，3－丁二烯是可疑的人类致癌物。在采样、搬运和排气任何可能含有此成分的混合气体或样品时，应该避免接触。如果不需要分析1，3－丁二烯，把它从“定性混和物”和“混合物2”中删去（氮
气增加到16％（摩尔））。在“定性混合物”中用正戊烷代替1，3－丁二烯，在《分割时间测定》章节中，使用正戊烷峰代替1，3－丁二烯峰。
混合样，混合标样，定量，一级标样，Matheson 气体产品公司，其标称浓度见表1。如果待分析样品的化学成份，和规定的“校准混合物”显著不同，可以使用和样品化学成份比较接近的替换混合物。对于标准化化学成份，可以采用单点校准。如果正在分析的样品类型中不存在硫化氢，可以从“混合物3”中删去硫化氢（把氮气增加到50.0％（摩尔））。
表1
“校准混合物”标称浓度，％（摩尔）
组分 “混合物1” “混合物2” “混合物3”
氢气 氮气 氩气 甲烷 乙烷 乙烯 丙烷 丙烯 丙二烯 正丁烷 异丁烷 1－丁烯 异丁烯 反式－2－丁烯 顺式－2－丁烯 1，3－丁二烯
正戊烷 异戊烷 二氧化碳 一氧化碳 氦气 硫化氢
50.0 15.0 5.0 5.0 5.0 --- 12.0 --- --- 3.0 3.0 --- --- --- --- --- 1.0 1.0 --- --- --- ---
--- 15.0 --- 10.0 10.0 5.0 12.0 6.0 1.0 10.0 10.0 5.0 5.0 5.0 5.0 1.0 --- --- --- --- --- ---
20.0 45.0 5.0 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- 5.0 10.0 10.0 5.0
装置的准备
如果购买了预先设定好的炼厂气分析仪，遵照仪器制造商提供的准备方法。对于公司内部制造的炼厂气分析仪，参照下列基于惠普公司HP 6890方法，进行设置。