气相色谱技术在化工分析行业中的应用研究
发布时间：2023-08-08作者：小编来源：点击：次
气相色谱技术是20世纪50年代出现的分离分析技术，现今在工业、农业、国防、建筑等多个领域中都有着广泛应用，因其具备高效性与独特性的应用优势，借助现代仪器可将混合物进行有效分析，在化工分析行业中的应用前景广阔。
1 化工分析与气相色谱技术概述
1.1 化工分析技术
化工生产过程的流程较为复杂，从原材料的准备到产品制成需要经历诸多的化学反应流程，而在生产过程中，极有可能会因为各种不可控的影响因素而导致化学反应过程出现误差，化工产品质量难以得到保障。化工分析技术的应用能够有效减少反应误差，对整个化工生产流程进行全面质量把控，利用分析技术对化工生产原材料进行监测，对化学品的质量与纯度进行把控，对化学生产流程的各个反应进行有效管控，实现化学生产流程的标准化管理效果。气相色谱技术分析就是当前化工分析中仪器分析的常用手段。
1.2 气相色谱技术
气相色谱技术也被称为层析法，是一种物理分析的方式，指的是对取样样本，结合色谱分析和其他检测方式实现化工产品成分分析的技术。气相色谱技术的应用能够对化学反应环节中的原材料、反应物和生产产品进行分析，并结合固有内标分子量对化学物进行监测，实现化工样本的初步分离与提炼[1]。
在目标检测物质中，会存在诸多混合物，各相会产生相对运动。保持不动的相称为固定相，而另一相会在运动的过程中经过固定相，并与其发生作用，而气相色谱技术原理则是利用这一现象，对混合物的不同组成部分的性质与结构方面的差异进行分析，在持续同等推动力的作用下各个部分会由于相互之间的作用力而导致其在固定相中存在差异，根据存留时间长短进行先后顺序的排列，并依次从固定相中流出，这就是色谱分离技术的核心原理。其中的流动相如果为气体，即气相色谱技术。
气相色谱技术主要包含气路控制系统、进样系统、温控系统、分离系统、检测系统多个系统结构部分。气路系统主要是给气相色谱提供载气、可燃气和助燃气，控制并稳定进入仪器的压力；进样系统主要是调节样品进入仪器的量，避免出现仪器过载而污染后面的色谱柱和检测器，当前以自动进样为主，进样量准确，重复性高，结果的精密度也高。温控系统主要是控制仪器进样口、柱箱、检测器等部位的温度，通过控制温度使液体样品完全汽化，有效分离多组分的复杂样品，检测器的温度最高，避免气体出现冷凝、污染检测器等问题，影响测试结果。分离系统就是色谱柱，根据测量不同种类的物质选择不同的填料方式，根据不同填料类型的极性选择不同的色谱柱。检测系统主要是检测器，把色谱柱里出来的有分离组分的载气流通过检测器产生信号，在经过转化之后即可形成色谱图。气相色谱检测器常用的有FID、FPD、NPD、ECD和质谱检测器，针对不同的物质，需要选用不同的检测器。
2 气相色谱技术在化工分析中的应用优势
2.1 推动行业发展
气相色谱技术的应用能够将化工生产环节进行有效管控，将原本零散的生产流程进行整合统一，推动化工企业完善自身的生产流程，提升化工生产的经济效益水平，避免生产资源与资金成本的浪费。此外，气相色谱技术在实际的化工生产过程中可以为生产人员提供精准数据，明确各个环节的化学反应程度，得出反应结果，同时根据实际情况、生产需求进行灵活调整，从而提升化工生产效率水平，结合相应数据对整个化工生产流程工艺进行优化与整改，为化工企业产品生产的统一发展带来基础保障。
2.2 加强成本控制
气相色谱技术相对于其他分析技术相比，其操作水平更为精简，精准程度更高，能够保障分析数据的准确性与全面性。因此，这一技术的应用能够帮助化工企业进一步加大管控力度，对分析检测成本进行有效控制。随着气相色谱技术在化工分析行业中的广泛应用，对于化工企业的分析工作环节而言，确实带来了技术层面的有效保障，提升化工企业的分析工作效率水平的同时，压缩工作生产成本，为化工企业的生产运营带来了稳定条件的同时，提升化工分析的经济效益水平[2]。
2.3 提升认知层次
目前来看，在我国科学技术的推动下，气相色谱技术得以普及，在我国化工分析行业中的应用优势逐步凸显出来。技术人员就可以借助这一技术，针对化工企业的不同化工产品、原材料组成进行分析，根据各个产品的相应检测标准，掌握产品与原材料的内部构成与化学性质。化工生产人员则能够根据相应的分析效果明确生产操作要点，有针对性地优化化学生产操作，为其提供决策性的数据信息参考[3]。
2.4 实现定量分离
气相色谱技术对化学材料进行精准化的定量分离，与传统的化工分析技术相比，这一技术的实际操作更具灵活性、便捷性，能够结合不同类型的色谱柱对样品进行定量分析与分离，进而提升定量与分离结果的精准性与效率水平，有效推动化工企业的分析工作效率水平。
3 气相色谱技术在化工分析中的具体应用
3.1 分析气体物质
气相色谱技术在化工分析的应用中，能够对气体物质进行检测，在保障检测分析结果的精准度与可靠程度的基础上，对目标气体物质的成分含量浓度进行分析，并利用反复分离分析的方式来提升检测数据的精准程度。但是，在使用气相色谱技术的过程中，技术人员需要对气体吸收过程的安全性进行考量，并保障气体物质得以充分燃烧，避免在检测过程中出现漏气的情况，保障气体物质检测的质量水平、效率水平、安全性。
3.2 分析脂肪酸类物质
一般来说，在脂肪酸类物质的化工分析工作中，传统的检测分析方式主要为滴定法，而针对脂肪酸类成分的测定中，这一技术的应用具有明显的局限性，对于检测设备的应用、技术人员的操作都有着较为苛刻的要求。在实际的检测分析过程中，如若出现失误操作或者设备使用不当，就会导致最终的检测结果精准程度大打折扣，甚至会对现场技术人员造成生命安全的威胁。气相色谱技术在化工分析环节中的应用就能够改善滴定法的技术局限性，利用更快的分离速度、简单便捷的操作方式来完成高质量的分离测定，减少资源消耗，进一步提升测量效果。此外，气相色谱技术的应用还能够提升检测结果的回收利用率，提升了化工生产调控的灵活程度，保障检测工作环节的安全性，同时能够降低对人力劳动的依赖程度。
3.3 分析酚类物质
酚类物质在煤化工企业的化工分析环节中极为常见。在煤化工生产过程中的废水中就会含有大量的酚类物质，而这一类物质通常具备较强的毒性，如果没有经过相应的处理，直接将工业废水排放到环境之中，势必会对生态环境造成难以挽回的破坏与污染。我国煤化工行业在生产过程中对于气相色谱技术有着广泛应用，旨在能够结合相关检测分析数据来寻找出行之有效的处理方式，尽可能降低煤化工生产对自然环境的污染程度。气相色谱技术可以借助特定的前处理利用毛细管色谱柱法对废水中的酚类物质进行分离，并对其中的物质进行定性定量分析，有效缩短了检测时间，提升检测结果的精准程度，为化工企业的废水处理工作带来有效的数据参考。
3.4 分析烃类物质
烃类物质是在化工企业生产流程中常见的物质，也是化工分析领域中极为重要的检测物质。通常情况下，在天然气生产、石油裂解等生产环节中都会涉及烃类物质的检测分析工作，在石油化工行业中，烃类物质是需要重点关注的检测对象。气相色谱技术在石油化工分析领域的应用就能够对石油裂解装置中的烃类物质进行定性定量分析，将异丁烯、乙烯、丙烯等烃类物质完整分离出来。此外，气相色谱技术也能够对上述分离物质进行深入分析，保证检测数据的完整程度，为石油化工企业的裂解装置工艺带来全面保障。在技术应用过程中，选择合适的色谱柱，调试好气相色谱的进样量，分流比、进样口温度、色谱柱温度和检测器温度、载气流量等各项仪器参数，进而为烃类物质的分析数据的真实性与精准性带来全面保障。
3.5 分析有害物质
在大气有害物质检测分析环节，气相色谱技术同样具有极为明显的技术优势，充分满足了大气气体检测分析工作的各方面要求，将大气中的有害物质进行定量检测。以苯系物为例，气相色谱技术的合理应用就能够将大气中的苯系物成本进行精准测定，在获得精准分析数据之后，技术人员就可以对不同苯系物进行定量定性的检测工作，从而明确大气环境中苯系物的成分，为后续的空气治理工作带来有效数据参考。
3.6 分析农药残留
农药残留物的检测分析环节中，气相色谱技术同样具备应用优势。在我国现代化农业发展的过程中，会因为环境、病虫害等问题而导致农作物的收成与品质受到影响，为了解决这一问题，工作人员会使用农药等化学手段，以求能够有效提升单位面积内的农作物产量。但是农药本身就是具备较强毒性的化学物质，一旦使用量超标，就会导致有毒有害物质残留在农作物上，对当地生态环境造成污染的同时，也会影响人们的身体健康。气相色谱技术在农药残留物分析中的应用就能够对农产品表面的残留物进行精准分析，并对其样品内部的物质进行检测，相比于其他检测分析技术而言，气相色谱技术可以确保检测结果的全面性、精准程度，对我国农药检测行业的发展而言至关重要。
3.7 分析食品添加成分
食品安全是我国社会一直所强调的问题，关乎食品消费者的生命健康与行业未来发展。为了提升食品的经济效益，避免因为食品过期变质而导致经济受损，在生产过程中会使用适量的添加剂，在保证食品口味、安全的前提下，尽可能延长食品的存放时间。防腐剂作为食品生产过程中最为常用的添加剂成分，虽然符合我国食品加工生产的国家食用安全标准，但是过量的添加剂反而会影响食品安全，而气相色谱技术的应用就能够将各类添加剂的物质含量精准分析，确定是否合格，进而保证产品的安全性，为消费者的权益带来有效保障。
4 气相色谱技术应用的注意事项
气相色谱分析技术在化工领域极为常用，尤其是在有机化工领域中，具备更强的分离度，也保障了检测分析数据的精准性。一般来说，气相色谱技术通常采用色谱柱长度约为30 m的毛细管柱，相较于液相色谱技术而言，气相色谱技术的分离度更高，其检测器的灵敏度更强，气相色谱的FID检测技术灵敏度能够达到ng级，且成本相对较低。对于我国化工分析领域而言，该技术具有不可忽视的重要战略意义，但技术人员在进行实操的过程中也需要明确技术要点，明确各方面注意事项，将其中气相色谱技术的应用优势进行充分发挥。首先，气相色谱技术的应用需要选择出适配的色谱柱，并结合不同的分析对象、任务要求来选择，针对结构复杂的检测物质，可以通过控制色谱柱长度的方式来保障气相色谱技术检测分析的精准程度；其次，需要通过保障气相色谱分析仪器的精准程度，该技术的应用过程中会使用到一系列设备仪器，种类较为复杂，其不同设备的功能不同，需要根据不同检测物质和分析工作需求来合理选择专业仪器，从而确保检测结果的精准程度。最后，工作人员需要重视色谱分析仪器的管理调试工作，保证仪器可以正常运作，保障气相色谱技术的应用效果。
5 结束语
综上所述，气相色谱技术的应用是推动我国化工分析行业发展的必然途径，该技术已经成为实际化工生产中不可或缺的关键技术。因此，化工分析人员就需要明确该技术的重要性，结合不同目标物质的检测要求进行设备选择与技术操作，挖掘出气相色谱技术的应用优势，针对不同领域的生产流程进行技术应用，从而推动化工分析行业发展，为我国工业生产带来全面保障。