隨著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進和國家經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展,汽油中烯烴、芳烴和苯含量已成為汽油規(guī)格中重要的質(zhì)量指標(biāo)。因此測定汽油中的飽和烴、烯烴、芳烴和苯的體積分?jǐn)?shù)和質(zhì)量分?jǐn)?shù)對監(jiān)測有關(guān)煉油裝置的工藝狀況提供了重要的手段。對確定汽油的調(diào)和比例,了解不同汽油的質(zhì)量特性非常重要。
為了適應(yīng)發(fā)展和打破國外儀器廠商對該行業(yè)的壟斷,組織分析儀器行業(yè)專家和教授、以及在石油化工行業(yè)工作多年的高級工程師在GC-9310氣相色譜儀的基礎(chǔ)上二次研究開發(fā)了TZGC-9310-DW氣相色譜儀,專門用于汽油中的烴族組成分析,該儀器性能穩(wěn)定,分析結(jié)果精度高,操作簡單易于維護,分析時間較短更有利于生產(chǎn)控制。
適用范圍:
適用于測定汽油以及終餾點205℃以下的石油餾分中飽和烴、烯烴、芳烴和苯的含量;不適用于測定除苯以外的各烴族中單體組分含量。
含量測定范圍:
烯烴5%~65%(體積分?jǐn)?shù))、芳烴5%~50%(體積分?jǐn)?shù))、苯含量0.3%~50%(體積分?jǐn)?shù))
醇和醚對測定結(jié)果的影響:
對含有醇和醚等含氧化合物組分的汽油樣品,醇和醚將隨特定的烴族出峰,應(yīng)對結(jié)果進行校正。
工作原理:
該儀器利于不同極性色譜柱和專用的烯烴吸附阱對汽油樣品按族選擇性保留的特點,通過適當(dāng)?shù)闹y連接流程,實現(xiàn)對樣品的族組成分析。
當(dāng)汽油樣品經(jīng)汽化后經(jīng)過六通閥進入極性分離柱,芳烴組分于飽和烴、烯烴組分在此柱中分離。當(dāng)飽和烴、烯烴經(jīng)過烯烴吸附阱時,此時烯烴吸附阱處于低溫吸附狀態(tài),烯烴組分被選擇性保留,飽和烴則通過烯烴吸附阱,進入檢測器檢測;待飽和烴組分流出后切換六通閥,使烯烴吸附阱脫離載氣流路,此時吸附阱溫度開始上升至脫附溫度,而芳烴中的苯由極性分離柱經(jīng)過平衡柱后進入檢測器;為了縮短分析時間,使其它芳烴組分快速出峰,切換另外一只六通閥,則極性分離柱成反吹狀態(tài),經(jīng)平衡柱進入檢測器檢測;當(dāng)吸附阱溫度達到設(shè)定溫度后,切換六通閥使烯烴吸附阱反吹狀態(tài)接入載氣流路,烯烴脫附并流入檢測器檢測,整個分析過程結(jié)束。
氣相色譜儀必須使用穩(wěn)流閥是為滿足分析過程中流速不變的要求,它的作用是使柱前壓隨著柱的阻力增加而自動增加,保持載氣流速不變,因此穩(wěn)流閥也可稱為壓力補償器.但是,一般看到幾乎所有現(xiàn)代商品GC,配做毛細(xì)管柱程序升溫分析時,都通過氣相色譜儀穩(wěn)壓閥調(diào)節(jié)流量,這是因為有以下幾個原因:
(1)一般市場上供應(yīng)的穩(wěn)流閥最小可控制流量不能滿足分析要求;
(2)調(diào)節(jié)載氣流量和分流流量非常不方便;
(3)由于毛細(xì)管柱分析載氣流量有時不到1毫升,通常要加幾十毫升補充氣儀器方能正常工作,因此當(dāng)做程序升溫時,柱阻力變化引起的流量變化相對總流量變化,比填充柱相同情況下小得多.
(4)由于石英毛細(xì)管柱在大多情況下為開口柱,在溫度升溫時,阻力變化比填充柱小的多;
(5)對于一般涂漬型毛細(xì)管的固定用液量比填充柱小,在加上升溫速率和程序升溫最終溫度都比填充柱低,及時基線漂移也比填充柱小的多;
(6)氣相色譜儀穩(wěn)壓閥和穩(wěn)流閥相比,時間常數(shù)小的多,有利于保持分析的重現(xiàn)性.當(dāng)然在毛細(xì)管柱被嚴(yán)重污染或作痕量組分分析時,毛細(xì)管柱做程序升溫分析基線漂移還是很明顯的,此時要求保證分析系統(tǒng)盡量不被污染外,也可以通過采用色譜數(shù)據(jù)工作站用空白基線相減的方法解決.
氣相色譜儀是指用氣體作為流動相的色譜分析儀器。它利用試樣中各組份在氣相和固定液液相間的分配系數(shù)不同,當(dāng)汽化后的試樣被載氣帶入色譜柱中運行時,組份就在其中的兩相間進行反復(fù)多次分配;
由于固定相對各組份的吸附或溶解能力不同, 因此各組份在色譜柱中的運行速度就不同,經(jīng)過一定的柱長后,便彼此分離,按順序離開色譜柱進入檢測器,產(chǎn)生的離子流訊號經(jīng)放大后,在記錄器上描繪出各組份的色譜峰。
氣相色譜操作條件的選擇主要從如下幾點考慮:
1.柱長,柱內(nèi)徑
一般講,柱管增長,可改善分離能力,短則組分餾出的快些;柱內(nèi)徑小分離效果好,柱內(nèi)徑大處理量大,但柱內(nèi)徑過大,將導(dǎo)致?lián)w不能均勻地分布在色譜柱中。
氣相色譜儀分析用柱管一般內(nèi)徑為3-6毫米,柱長為1-4米。
2.柱溫
柱溫是一個重要的操作變數(shù),直接影響分離效能和分析速度。
選擇柱溫的根據(jù)是混合物的沸點范圍,固定液的配比和鑒定器的靈敏度。
提高柱溫可縮短分析時間;降低柱溫可使色譜柱選擇性增大,有利于組分的分離和色譜柱穩(wěn)定性提高,柱壽命延長。
一般采用等于或高于數(shù)十度于樣品的平均沸點的柱溫為較合適,對易揮發(fā)樣用低柱溫,不易揮發(fā)的樣品采用高柱溫。
3.載氣流速
載氣流速是決定色譜分離的重要原因之一。一般講流速高色譜峰狹,反之則寬些,但流速過高或過低對分離都有不利的影響。流速要求要平穩(wěn),常用的流速范圍每分鐘在10-100亳升之間。
4.固定相:固定相是由固體吸附劑或涂有固定液的擔(dān)體構(gòu)成。
(1)固體吸附劑或擔(dān)體粗細(xì):一般采用40-60目、60-80目、80-100目。當(dāng)用同等長度的柱子,顆粒細(xì)的分離效率就要比粗的好些。
(2)固定液含量:固定液含量對分離效率的影響很大,它與擔(dān)體的重量比一般用15%-25%。比例過大有損于分離,比例過小會使色譜峰拖尾。
5.進樣:一般講進樣快,進樣量小,進樣溫度高其分離效果好。
對進液體樣,速度要快,汽化溫度要高于樣品中高沸點組分的沸點值,一次汽化,保證色譜峰形不致展寬、使柱效高。
當(dāng)進樣量在一定限度時,色譜峰的半峰寬是不變的。若進樣量過多就會造成色譜柱超載。
一般講柱長增加四倍,樣品的許可量增加一倍。對于常規(guī)分析,液體進樣量為1-20微升;氣體進樣量為0、1-5毫升。