气相色谱法在石油工业中的应用

1 气相色谱法在石油工业中的应用气相色谱法在石油工业中的应用 石油气的分析石油气 C1 C4 的成分分析 目前都采用气相色谱法 以 25 丁酮酸乙酯 为固定液 6201 担体 柱长 12 15m 内径 4mm 柱温 12 氢为载气 流速 25ml nin 热导池 电桥电流 120 150mA C1 C4 各组分得较好的分离见图 10 图 10 石油在丁酮酸乙酯柱上的分 离 1 空气 2 乙烷 3 乙烯 4 二氧化碳 5 丙烷 6 丙烯 7 异丁烷 8 乙炔 9 正丁烷 10 正丁烯 11 异丁烯 12 反丁烯 2 3 13 顺丁烯 2 4 14 丁二烯北京化工研究院近期研究 出用多孔氧化铝微球色谱固定相 对 C1 C4 烃分离很好 柱长 2m 内径 2mm 内填充 0 3 阿皮 松 L 改性 Al2O3 微球 120 130 目 柱温 85 氮为载气 流速 15ml min 氢火焰离子化检 测器 分离谱见图 11 此外吉林化学工业公司研究院还研制了石墨化炭黑和改性石墨化炭黑色 谱固定相分离 C1 C4 烃 石油馏的的分析气相色谱法分析石油馏分的效能与分析速度是精密 分馏等化学方法所不能比拟的 如一根 60m 长 内径 0 17mm 的弹性石英毛细管柱 内涂 OV 101 在程序升温条件下 柱温 40 90 进样 0 6 1 分流比 150 1 分析了 65 165 大港直馏 气油 用一根 30m 长 内径 0 25mm 毛细管柱 涂 PEG1500 柱温 80 汽化 100 氮为载气 分流比 100 1 汽油中微量芳香烃得到很好的分离 见图 12 图 11 低级烃类的气相色谱分 离图 1 CH4 2 C2H6 3 C2 H4 4 C3 H8 5 C2 H2 6 C8 H6 7 iC4 H10 8 nC4 H10 9 丙二 烯 10 丁烯 1 11 iC5 H12 12 i C4 H6 13 反丁烯 2 14 顺丁烯 2 15 丁二烯 16 丙炔 图 12 汽微量芳烃的油中色谱分离 1 苯 2 甲苯 3 乙苯 4 对二甲苯 5 一间二甲苯 6 邻 二甲苯 气相色谱法在环境科学中的应用气相色谱法在环境科学中的应用 我国在环境科学研究 监督检测中 广泛使用气相色谱法测定大气和水中痕量胡 害物质 大气中微量 氧化碳的分析 汽车尾气中含有一氧化碳 工业锅炉和家用煤炉燃烧不完全放出一氧化碳 都污 染环境 大气中痕量一氧化碳常用转化法没定 国产 SP 2307 色谱仪具有转化装置 使 CO 转化为 CH4 CO 3H2Ni 催化 380 CH4 H2O 色谱柱固定相可用 5A 筛分子 GDX 104 Porpak Q 等 以分子筛为例 13X 或 5A 分子筛 60 80 目 先经 500 550 活 化 2 小时 以氢气载气 57ml nin 氢焰检测器 空气 400ml min 尾吹氮气 80ml min 柱长 2m 内径 2mm 柱温 36 检测室 130 转化炉 380v 进样量 1mm 可测大气中 ppm 级一氧化碳 空气中苯系物的分析 常用的方法是用长 2m 内径 3mm 的柱子 内填充 10 PEG20M 101 白担体 60 80 目 柱温 120 汽化室 150 检测室 150 载气氮流速 60ml min 57ml nin 氢焰检测 器 氢 35ml min 空气 400ml min 对苯 甲苯 二甲苯分离很好 也可用非极性的 阿皮松或角鲨烷涂渍的柱子 若需对二甲苯三个异构体完全分离 可用有机皂土与邻 苯二甲酸二壬酯混合固定液涂在 6201 担体上 或采用有机皂土与双甘油混合固定液 2 三个体都可得到很好的分离 6201 为吸附剂 吸附温度 78 脱附 100 浓缩 100 倍 回收率 100 色谱柱 40 N N 双 9 氰乙基 甲酰胺 6201 80 100 目 柱温 100 氢焰检测器 苯最小 5ppb 水中有机卤化物的分析 自来水加氯消毒后会产生氯仿 四氯化碳 1 2 二氯乙烷等有机卤化物 国外已 把氯仿做为监测 氯仿是具有挥发性的液体 可用顶空气相色谱法进行分析 取与样 品达平衡状态的气相进行分析 所用色谱柱长 2m 内径 3mm U 形柱 内填充 25 PEG6000 0 5DC 200 Chromosorb W60 80 目 按 1 1 分段填充 柱温 102 汽化 和检测 250 电子捕获检测器 高纯氮为载气 35ml min 空气 四氯化碳与氯仿分 离很好 气相色谱法在医药卫生及生物化学中的应有气相色谱法在医药卫生及生物化学中的应有 药物分析 例如巴比妥类安眠药分析 北京某所使用气相色谱法一次完成多种巴比妥类安眠 药的定量分析 将巴比妥类安眠药先甲基化 再进行色谱分析 重氮甲烷法是巴比妥 类安眠药甲基化较为简便的方法 95 以上生成 N N 二甲基基巴比妥类安眠药 用 2 OV 17 5 SE 30 等高温固定液均可 在 OV 17 柱上各衍生物分离谱图 人体代射产物的分析 氟乙烯生物监护指标 尿中硫撑双乙酸的测定 从以氯乙烯单体为原料 进行 聚氯乙烯生产的工人中发现有损健康的情况 北京市卫生职业病研究所和北京卫生防 疫站共同研究了氯乙烯的生物监护指标 从它在生物体内的代谢发现以硫撑双乙酸的 形式同尿中排出 取接触氯乙烯工人尿样 进行甲酯化可用气相色谱法测定 用一根 长 2m 内径 3mm 的玻璃柱 柱内填充 5 PEG20M Chromoworb W AW DMCS 60 80 目 柱 温 180 汽化和检测室 201 高纯氮为载气 50ml min 火焰光度检测器 氢 60ml min 空气 70ml min 尿液经酸化及双甲酯化变成硫撑双乙酸酯 浓缩到 1ml 取 2 l 进入色谱系统 在 5 分钟 时得到硫撑双乙酸酯的峰 气相色谱在化学工业中的应用气相色谱在化学工业中的应用 在化学工业生产中 从原料 半成品到成品的分析 很多是采用气相色谱仪进行 分析的 举几个典型的例子如下 半水煤气组分的测定 半水煤气分析是氮肥工业中必不可少的分析项目 国内已广泛采用气相色谱法分 析半水煤气的组分 北京分析仪器厂生产的 SP 2307 气相色谱仪就是专门不分析这种 混合氧化而设计的 此仪器是用 5A 分子筛和碳分子筛两根色谱柱进行分析 在 100 左右柱温下测定 O2 N2 CO CH4和 CO2等气体组分 5A 分子筛可分离 O2和 N2 3 用碳分子筛 TDX 01 在同样温度下分离 O2 N2 CO CH4和 CO2 为防止 CO2对 5A 分子筛柱毒化 在此柱前需装一些碱石棉 以吸收 CO2 也可用一支 TDX 01 柱分离半 水煤气 只是 O2和 N2分离不太理想 炼焦产品中蒽 菲和咔唑的分析 蒽 菲和咔唑是炼焦工业中重要的产品 如测定蒽中的菲和咔唑容易分离 而菲 和蒽很难分离 使用 PEG20M 改性的 CdCl2色谱柱可以把蒽 菲和咔唑分开 硝基氯苯中间位异构体的测定 硝基氯苯是重要的化工原料 常常需要测定大量邻位和对位异构中少量间位杂质 使用 PEG20M 的毛细管柱可很好地测定硝基氯苯中少量杂质 气相色谱法在食品卫生及食品工业中的应用气相色谱法在食品卫生及食品工业中的应用 随着气相色谱技术的发展 尤其是氢焰 电子捕获和火焰光度等高灵敏度 高选 择性检测器的出现 气相色谱在食品方面的应用得到了较好的结果 1 食品油中溶剂残留量分析 近年来各地普遍采用溶剂浸出法制食用植物油 此法比压榨法出油率高 但会有 油中的溶剂残留问题 按国家规定的食用植物油溶剂残留量不得超过 50ppmm 氯相色 谱法测定溶剂残留量比较灵敏和简便 的 常用顶空气相色谱法或外汽化室法 辽宁省卫生防疫站采用色谱法 取 10ml 油样于小玻璃中 用玻璃纸包好反堵胶 塞 塞好瓶口 并于 25 恒温放置 30 分钟后 振荡 3 分钟 用 2 毫升注射器插入瓶 口的胶塞 往瓶骨注 1ml 空气 并反复抽几次 取 1 毫升进入色谱柱 柱为长 2m 内 径 4mm 不锈钢柱 内填充玻璃珠 60 80 目 气 90ml min 柱温 85 汽化室 110 检 测室 120 氢焰检测器 氢气 50ml min 空气 500ml min 外加汽化室法是在色谱进样头处外加一个汽化室 油样注入到汽化室里的填料上 加热汽化室时 溶剂被汽化随载气进入色谱柱 2 食品中农药残留量分析 用气相色谱法测定农药残留量不但灵敏度高 可油 ppm ppb 级 分离好 还可 同时测定几种或几十种残留农药 所以广泛用于蔬菜 水果 粮食 肉类 蛋类 奶 类等农药残留量的分析 目前我国在农药残留量分析中 主要测定有机氯和有机磷农药的残留 样品经粉 碎 油溶提取 浓缩 定容到一定体积等步骤 然后用微升注射器进入到色谱柱中 有机磷农药残量测定 由于目前有机磷农药品种多 且不同时期虫害发生亦不相 同 故采用不同有机磷农药 因此多组分有机磷农药分离方法建立是必要的 卫生部 食品卫生监督检验所与上海 北京市防疫站分别建立了滴滴畏 乐果 马拉硫磷 乙 基对硫磷的残留分析法和甲拦磷 稻瘟净 倍硫磷 尔螟松的残留分析法 前四种有 机磷农药分析采用 1 5m 长 内径 3mm 的玻璃色谱柱 内填充 2 SE 30 3 QF 1 Chromosorb W AW DMCS 60 80 目 柱温 180 汽化和检测室 220 载气为高纯氮 6oml min 火焰光度检测器 氢 180ml min 空气 50ml min 后四种有机磷农药分析 4 采用 2m 长 内径 3mm 的玻璃色谱柱 内填充 5 QF 1 3 PEGA Chromosorb W AW DMCS 90 80 目 柱温 210 汽化和检测室 22 载气为高纯氮 7oml min 火焰光度检测 器 氢 90ml min 空气 100ml min 拟除虫菊酯农药残留量测定 北京市和广东省防疫站建立了二氯苯醚菊酯 氯氰 菊酯 杀灭菊酯和溴氰菊酯的残留分析法 采用了 1m 或 1 5m 长 内径 3mm 的玻璃柱 内填充 2 或 3 OV 1011 ChromosorbW 气相色谱法在冶金和金属热处理方面的应用气相色谱法在冶金和金属热处理方面的应用 金属中的微量气体如氧 氮 可用真空熔化 气相色谱法进行测定 在真空和高 温下把金属中的氧化释放出来 氧化经气 固色谱分离开 可测定 ppm 数量级的气体 在金属热处理中 为了控制炉中气氛 常常须知氯相色谱法分析测定气氛 CO CO2 CH4 H2和 N2 HP 80 100 目 柱温 245 汽化和检测室 290 载气为高 纯氮 电子捕获检测器 气相色谱法在微生物学中的应用气相色谱法在微生物学中的应用 现代细菌分类使用了气相色谱法 在医院临床化验中也应用气相色谱诊断疾病 例如可用气相色谱法鉴别厌氧菌的种类 因为不同的厌氧菌可产生不同的有机酸 如 丙酸 丁酸 戊酸和已酸等 气相色谱法在其它方面的应用气相色谱法在其它方面的应用 1 制备 色谱纯 试剂 高纯度试剂有着广泛的用途 用气相色谱法制备纯物 质快速 简便 一般纯度可达 99 999 以上 制备色谱纯试剂要用制备色谱柱 柱子 管径粗 柱子长 柱容量大 检测器只起定性作用 样品在检测器前大部分流到样品 收集器里 极少部分进入检测器 收集系统要求收集效率高 2 高纯