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基于气相色谱法的液化石油气组份含量分析方法研究

发布时间:2024-07-06作者:小编来源:点击:


随着世界各国对能源的需求不断增加,液化石油气作为一种重要的能源和化工原料,在工业生产中发挥着越来越重要的作用。然而,液化石油气的组份含量对其使用性能和安全性具有重要影响。因此,对液化石油气组份含量进行准确、快速的分析具有重要意义。

近来,气相色谱法在液化石油气组份含量分析中的应用得到了广泛关注和研究。本文旨在研究基于气相色谱法的液化石油气组份含量分析方法,深入探讨液化石油气的组成、性质以及各组份的含量分析方法,为液化石油气的质量控制和使用安全提供有力支持。

通过本研究,期望能够深入了解液化石油气的组成和性质,掌握基于气相色谱法的液化石油气组份含量分析方法,为液化石油气的生产、使用和安全管理提供有力支持,有助于保障人民群众的生命财产安全。同时,还可以为其他复杂气体样品的组份含量分析提供借鉴参考[1]

1 基于气相色谱法的液化石油气组份含量分析的实验设计

气相色谱法是一种以气体为流动相,对样品进行色层分离与分析的一种技术。在载气作用下,蒸发后的样品通过载气进入柱层析,柱内组分与样品中各组分之间受力差异大,各组分出柱时长,各组分相互分离。使用合适的识别与记录体系,绘制每一成分从柱层中排出的时间及浓度。通过图谱显示的峰期及峰位,可以对产物进行定性鉴别,利用色谱峰的高度、面积等特征参数,实现了化合物的定量测定[2]。本文将气相色谱法应用在液化石油气组份含量的分析中,液化石油气(LPG)是石油资源中的一种,也是人们日常生活和工业生产的常用能源,其主要成分是以C3和C4为主的部分气体和气液混合物。LPG在输送过程中,需要将液化石油气注入到封闭的容器内,使液化石油气的组份含量的测定变得更加困难。在这个情形下,就需要通过气相色谱法来对液化石油气进行测试。图1为气相色谱法的分析流程示意图[3]

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图1 气相色谱分析流程

1.1 选定实验仪器与试剂

气相色谱仪,载气是纯度大于99.995%的氮气,选用纯度大于99.95%的氢气作为燃气,实验中所用的液化石油气均使用气体采样袋备由燃气供应站一次性直接抽取,经优选后的混合标准气体样本(A:丙炔100 ppm,高纯氢气、氮气、氦气,正己烷,异丁烷,乙烯,丙烷。B:CO50 ppm,CO250 ppm,甲烷100 ppm,乙烷100 ppm,正丁烷100 ppm,正戊烷100 ppm)纯度可达99.995%以上,FID检测器,VF-5弹性石英毛细血管色谱柱:0.25 mm×30 m×5μm,气密针:3.0 mL,大气采样器。混合标准气体样本的质量参数如表1所示[4]

表1 标准气体样本质量参数

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对样品的提取的步骤如下:(1)将脱脂棉采取烟尘样品,将该样品放置在小烧杯中,使用50 mL的正己烷进行萃取后,转入至蒸馏浓缩设备中,将其浓缩定容至1 mL。(2)将浓缩后的试剂转移至小样品瓶内并密封保存。(3)标记其编号放置在冰箱内进行冷藏,以备后续的仪器分析[5]

1.2 设定仪器使用环境

气相色谱仪的使用条件如下:

在6201红色担体(1.23~1.85 mm)上涂覆毛细管色谱柱(4 m×3 mm×0.25μm),固相为20%(重量百分比,下同)的邻苯二甲酸二辛酯,载气为氢气,流量为30 mL/min,柱温为35℃,热导池探测器的温度为110℃、汽化室的温度为100℃,进样采用六通气阀,每4μL选取进样。详细实验环境参数如表2所示。

表2 实验环境参数

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1.3 实验方法

将液化石油气取样器放置通风柜内,摇动采样器,让液化石油气的标准混合气体样本充分混合,接着在取样器的出口接通铜管,并使铜管的相对端口与金属铝箔取样袋相连,将铜管放入50℃的恒温水浴中,接着开启取样器闸门,在清洗金属铝箔取样袋大约5 min后,将刚收集到的全部LPG样品试剂到了金属铝箔取样袋里,接着关闭了LPG取样器的闸门,抽出了整个金属铝箔取样袋,并进行了气相色谱仪进样分析。利用标准混合气体样本作为参比物质,利用校正因子相应的关系式,求出LPG中各种烃类化合物的组份含量。在分析阶段,应围绕标准混合气体样本中的校正因子开展实验测试,设定液化石油气内的杂质组份为i,可得出其相对应的质量校正因子的计算公式入下:

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式中,ci表示相对质量校正因子,表示参照物r的质量分数,εi表示校准用标准试样的气体各组份i的相对质量参数,εr表示参照物r在在被检测时所测量的质量峰值参数,表示气体组份i的高峰体积参数。

在LPG组份含量分析时,可根据以上公式计算出气体的校正因子参数,供试验分析使用。

2 实验结果与分析

2.1 样品的色谱测定

本次实验使用气相色谱仪,选择毛细管色谱柱(4 m×3 mm×0.25μm),使用FID检测器对标准混合气体进行分析。图2为液化石油气气体样品的气相色谱示意图。

表3为液化石油气的气体样品的组份含量。

表3 液化石油气气体组分含量

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表4 精密度测试结果

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图2 液化石油气色谱图

1—甲烷2—乙烷3—丙烷4—丙烯5—异丁烷6—正丁烷

2.2 精密度实验

在测量气体的组份含量时,对所配制的标准混合气体进行7次测定,计算后的标准偏差如表4所示。由表4数据结果可知,气相色谱法的液化石油气的样本标准偏差在0.03%~0.15%,说明该方法的可靠性较高,重复性较好。

3 结语

在基于气相色谱法的液化石油气组份含量分析方法的研究中,深入探讨了液化石油气的组成、性质以及各组份的含量分析方法。通过实验验证,证实了气相色谱法在液化石油气组份含量分析中的有效性。首先,详细研究液化石油气的组成。液化石油气的组份在常温常压下呈气态,但在高压或低温下可以液化。此外,液化石油气中还含有微量的杂质和添加剂,如硫化物和水等。讨论气相色谱法在液化石油气组份含量分析中的应用。气相色谱法是一种常用的化学分析方法,它利用色谱柱将气体中的各组份分离,然后通过检测器对分离后的组份进行检测和测量。发现通过选择合适的色谱柱和检测器,可以实现对液化石油气中各组份的准确测量。总的来说,基于气相色谱法的液化石油气组份含量分析方法研究是一项复杂而又重要的工作。通过本文研究,不仅深入了解液化石油气的组成和性质,还掌握一种有效的分析方法。这些成果将为液化石油气的生产、使用和安全管理提供有力支持,有助于保障人民群众的生命财产安全。


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