UOP539

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仪器设置

按照如图1所示,在气相色谱仪上安装四个旋转阀,两个节流阀和五个色谱柱。警告:氢气泄露进入到色谱柱和阀门间室的封闭空间内,可能引起剧烈爆炸。因此,每次进行联接必须进行查漏试验,此后也要定期进行。所有连接管路应该是最小长度,必须在加热区。要求使用节流阀,当通过旋转

阀的流动途径进行更换时,把任何流量干扰降低到最小,当色谱柱2和3从系统中断开时,必须设定成节流阀给它们提供恒定的系统压力。

在恒流模式,使用电子气动控制。以下列方式建立色谱柱流量。转动阀门到关闭位置(实线位置,流过色谱柱),设定色谱柱4的流速到25毫升/分钟(氮气载气流速)。转动阀门1、2、3到关闭位置(实线位置,流过色谱柱),设定色谱柱1A,1B,2和3到40毫升/分钟(氢气载气流速)。

节流阀调节

针阀型节流阀接入阀门2和阀门3,以便当色谱柱2和色谱柱3离开流动途径时,提供恒定压力。用监控入口压力的方法,调节节流阀。当关闭所有阀门时,记录入口压力,然后阀门2开启5到10分钟,让气流达到平衡。调节节流阀,使得入口压力回到初始值。等待5分钟,使节流阀调节之间,达到平衡。关闭阀门2。阀门3采用同样的方法。

分割时间测定

注射试样之前,所有阀门必须位于如图1所示的关闭位置。

氢气分析

从阀门4上的样品回路管,注入样品,完成氢气分析。从色谱柱4(13X分子筛色谱柱)中流出的氢气,被TCD A检出,注入其他组分的的剩余成分,在下次分析之前被反冲洗。

分割时间A -氢气从色谱柱4完全流出之后,时间信号从TCD A切换到TCD B,到关闭阀门4的时间,信号切换之后反冲洗组分中的剩余组分。

输入下列命令到“运行表”中。

Run Time 0.01分钟 阀门 4 打开 Run Time 1.40 分钟 信号 1 切换到TCD B,分割时间A Run Time 1.43 分钟 信号 1 零 Run Time 1.43 分钟 阀门 4 关闭 反冲洗 Run Time 5分钟 停止

通过样品回路管,冲洗含有氢气、氮气、氩气、一氧化碳、二氧化碳、乙烷、乙烯、丙烷、正戊烷和1,3-丁二烯的“定性混合物”,启动试验。检查氢气的流出时间。信号切换到TCD B的时

间,应该在氢气从色谱柱4完全流出之后。如果需要,在“运行表”中重新调整信号开关时间和阀门4的“关闭”时间。记录这个时间作为分割时间A

定成分气体和轻质烃的分析

氢气从阀门4注入之后,立即在阀门1的样品回路管注入样品,进行定成分气体和轻质烃的分析。注意:阀门1在阀门4不久之后进行切换,防止氢气载气回行进入阀门4上的样品回路管,消除氢气分析的误差。当样品注射之后,样品被引入两个分析通路,氢气首先在TCD A流出并且测量。然后,信号切换TCD B,测量定成分气体和烃类。为了分离定成分气体和烃类,需要测定下列分割时间。

分割时间B--此时间是指阀门1关闭反冲洗C6+重质烃类,以便所有1,3-丁二烯和比1,3-丁二烯轻的成分进入色谱柱1A,C6+重质烃类在色谱柱1B反冲洗流出。

输入下列命令到“运行表”中

Run Time 0.01 分钟 阀门 4 打开 注射 Run Time 0.10 分钟 阀门 1 打开 注射 Run Time 0.10 分钟 阀门 2 打开 Run Time 0.10 分钟 阀门 3 打开 Run Time 1.40 分钟 信号 1 切换到TCD B,分割时间A Run Time 1.43 分钟 信号 1 零 Run Time 1.43 分钟 阀门 4 关闭 Run Time 1.50 分钟 阀门 1 关闭 分割时间B Run Time 30.0 分钟 停止

用测定分割时间A的同一定性混合物,冲洗样品回路管,启动运行。注射期间,阀门2和阀门3切换到“打开”位置,把色谱柱2和色谱柱3从流动路径上隔离,定成分气体(除了氢气)和烃类仅仅由Sebaconitrile 色谱柱进行分离。应该得到一个类似如图2所示的色谱图。把你的色谱图色谱峰与如图2所示进行比较,识别色谱峰。检查色谱图,观察在C6+重质烃类区域的色谱峰外观。如果在C6+区域有一个色谱峰,1,3-丁二烯色谱峰比预计的小或者不出现,删除运行时间,为切换阀门1到“关闭位置”输入一个较晚的时间。重复如上运行,直到没有C6+色谱峰,获得1,3-丁二烯峰的最大面积。记录切换阀门1“关闭”的最终时间,作为分割时间B。

分割时间C--是指阀门2保持打开,阀门3切换到“关闭”位置的时间。13X分子筛色谱柱位于流动途径上,收集混合物Ar/O2/N2/CH4/CO 色谱峰。

基于分割时间B得到的色谱图,通过从混合物Ar/O2/N2/CH4/CO 色谱峰的开始处减去0.1分钟,确定分割时间C。记录这个时间作为分割时间C。

分割时间D--是指阀门3打开,阀门2关闭时的时间。聚苯乙烯型色谱固定相(Porapak)色谱柱处于流动途径中,收集混合物C2=/C2 色谱峰。

基于分割时间B得到的色谱图,也确定出一氧化碳色谱峰和乙烷色谱峰之间的谷底时间。通过取两个色谱峰保留时间之间差值的一半,把这个时间加入到第一个色谱峰的保留时间,这个时间可以相当准确地确定。

分割时间E--是指在色谱柱2和色谱柱3都从流动途径中隔离时,阀门2返回到“打开位置”时的时间,CO2 组分和1,3-丁二烯从Sebaconitrile 色谱柱流出,被TCD B检出。

基于分割时间B得到的色谱图,也确定乙烷/乙烯色谱峰和二氧化碳色谱峰之间的谷底时间,记录此时间为分割时间E。

分割时间F--是指1,3-丁二烯从Sebaconitrile色谱柱中完全流出之后,关闭阀门2,使C2=/C2 从色谱柱2流出的时间。

基于分割时间B得到的色谱图,也可以确定阀门2切换到“关闭”位置的时间,即通过给1,3-丁二烯峰的保留时间加上三分钟。记录此时间为分割时间F;

分割时间G--在乙烷从聚苯乙烯型色谱固定相(porapak)色谱柱完全流出之后,阀门3关闭,从色谱柱3流出O2、N2、CH4和CO 的时间。

基于分割时间B得到的色谱图,也可以确定阀门3切换到“关闭”位置的时间,即分割时间F加上五分钟。预计乙烯和乙烷在五分钟内流出,然后关闭阀门3,从色谱柱3流出O2、N2 甲烷和一氧化碳。记录这个时间作为分割时间G。

在新的运行表中,输入以上确定的分割时间,例如:

Run Time 0.01 分钟 阀门 4 打开 Run Time 0.10 分钟 阀门 1 打开 Run Time 0.10 分钟 阀门 2 打开 Run Time 0.10 分钟 阀门 3 打开 Run Time 1.40 分钟 信号 1 切换到TCD B,分割时间A Run Time 1.43 分钟 信号 1 零 Run Time 1.43 分钟 阀门 4 关闭 Run Time 1.50 分钟 阀门 1 关闭 分割时间B Run Time 2.60 分钟 阀门 3 关闭 分割时间C Run Time 3.20 分钟 阀门 3 打开 分割时间D Run Time 3.20 分钟 阀门 2 关闭 分割时间D Run Time 3.70分钟 阀门 2 打开 分割时间E Run Time 15.0 分钟 阀门 2 关闭 分割时间F Run Time 20.0 分钟 阀门 3 关闭 分割时间G Run Time 30.0 分钟 停止

再次注入“定性混合物”,检查分割时间。如有必要,调节时间保证进行适当的分离。

试验过程

色谱技术

色谱柱第一次安装时,或者每次色谱柱更换时,根据制造商的说明书调节色谱柱。

表2

内部制造分析仪的操作条件

柱温箱温度(恒温) 55℃ 进样口温度 100℃ 检测器温度 160℃ 载气(A) 氮气 流速 25毫升/分钟 载气 (B) 氢气 流速 40毫升/分钟 检测器A* TCD 标准气 氮气 流速 40毫升/分钟 补充气体 氮气 流速 3 毫升/分钟 检测器B* TCD 标准气 氢气 流速 55毫升/分钟 补充气体 氢气 流速 3 毫升/分钟

___________________

* 参考制造商仪器手册中建议的流速。

1. 在气相色谱仪的载气源和载气进口之间的供应管线上,安装气体净化器。

· 如果不使用气体净化器,柱寿命显著降低。

2. 为内部生产的分析仪建立推荐的操作条件(请参见表)。

· 如果它们产生相当于在典型色谱图中给出的(图3)需要的灵敏度和色谱分离效果,也可以采用其他的条件。

3. 连接样品或“校准混合物”钢瓶到样品进口(图1),用待分析气体清洗样品回路管。

4. 停止气流,停留5到10秒钟,使得压力达到平衡,开始分析。

5. 通过把测得的色谱图与典型色谱图(图3)进行比较,识别出样品组分。

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