《聚合级乙烯、丙烯中永久气体的测定》编制说明

《聚合级乙烯、丙烯中永久气体的测定

气相色谱-氦离子化检测器法》

编制说明

一、任务来源

（一）任务来源

本标准由中国化工学会提出并归口，由中石化北京化工研究院牵头制定。

（二）标准制定的目的和意义

乙烯和丙烯产品是石油化工生产中重要的基本原料，主要包括乙烯、丙烯等，主要用于生产聚乙烯、

聚丙烯等树脂。在聚合反应过程中，烯烃原料中存在的微量氢、氧、甲烷和CO2等杂质会影响催化剂活性

和聚合物分子量分布等性能；CO杂质会与催化剂活性中心反应，导致催化剂失活，给企业带来严重的经济

损失。

经考察，目前国内并没有相关的国家标准及行业标准建立。因此，急需建立一种快速、准确的乙烯和

丙烯中多种永久气体杂质的定量分析方法，对烯烃原料中杂质含量进行控制。此标准的建立，可以填补国

内无相关标准的行业空白，满足各大生产企业采用快速，简便手段监控乙烯和丙烯产品中的永久气体含量

的需要。

二、起草工作简要过程

按照中国化工学会标准制修订程序的要求，《聚合级乙烯、丙烯中永久气体的测定气相色谱-氦离子化

检测器法》团体标准的编制完成了以下工作：

（一）资料的收集

在标准编制过程中，起草工作组收集了以下资料：

─GB/T3391-2002工业用乙烯中烃类杂质的测定气相色谱法GB/T603化学试剂试验方法中所用制

剂及制品的制备

─GB/T3392-2003工业用丙烯中烃类杂质的测定气相色谱法

─GB/T3393-2009工业用乙烯、丙烯中微量氢的测定气相色谱法GB/T6680液体化工产品采样通则

─GB/T3394-2009工业用乙烯、丙烯中微量一氧化碳、二氧化碳和乙炔的测定气相色谱法

─GB/T3396-2002工业用乙烯、丙烯中微量氧的测定电化学法

─GB/T3723工业用化学产品采样安全通则

─GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定

─GB/T8984-2008气体中一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物的测定气相色谱法

─GB/T13289工业用乙烯液态和气态采样法

1

─GB/T13290工业用丙烯和丁二烯液态采样法

─GB/T28124-2011惰性气体中微量氢、氧、甲烷、一氧化碳的测定气相色谱法

─GB∕T28726-2012气体分析氦离子化气相色谱法

─（二）标准的起草

1.2019年6月至2019年12月，项目组完成标准的前期预研工作，联系乙烯和丙烯产品生产企业、科

研单位以及下游用户等，对乙烯和丙烯产品标准化的有关问题进行调研和分析。

2.2020年06月，召开标准启动会，成立起草工作组，正式启动《聚合级乙烯、丙烯中永久气体的测

定气相色谱-氦离子化检测器法》的团体标准编制工作，根据启动会企业代表意见，修改完成《聚合级乙烯、

丙烯中永久气体的测定气相色谱-氦离子化检测器法》工作组初稿。

3.2020年10月至2021年6月，工作组成员根据启动会讨论内容和要求，开展验证试验，按照标准指

标项要求，开展了产品指标数据验证试验，并在此基础上统一各方意见，形成标准起草稿第二稿。

4、2021年7月将标准起草稿上报中国化工学会后，学会出具了形式审查意见，对形式审查意见进行修

改后，形成征求意见稿。

（三）主要参加单位和工作组成员

标准起草单位为中国石油化工股份有限公司北京化工研究院、中国石油天然气股份有限公司石油化工

研究院、岛津企业管理（中国）有限公司、安捷伦科技（中国）有限公司、赛默飞世尔科技（中国）有限

公司、北京集思泰科分析技术有限公司、四川中测标物科技有限公司。

三、编写原则和确定标准主要内容的依据

（一）标准的编写原则

本标准编制遵循经济社会发展需求原则、技术先进和经济合理原则、适应贸易全球化需求原则、维护

公众利益原则、协商一致原则、广泛参与和公开透明原则。

本标准的编制结合了生产企业乙烯和丙烯产品的制备工艺流程、相关杂质的影响的试验数据和检验检

测方法等有关资料，在借鉴已有经验的基础上，提出了对于乙烯和丙烯产品中多种永久气体杂质进行检测

的气相色谱-氦离子化检测器法。

（二）确定标准主要内容的依据

1.永久气体种类的确定

作为重要的生产原料，乙烯和丙烯原料单体的纯度、杂质种类和含量对后续生产和产品质量有很重要

的影响，因此需要建立方法对这些杂质进行监测。本标准方法检测的永久气体类杂质，主要是针对影响烃

类原料的纯度的甲烷、氮气类惰性杂质；影响聚合反应的进行的CO和CO2和影响后续产品质量的杂质，如

氢气和氧气。

2.试验方法的确定

2

氦离子化检测器是一种通用型气相色谱检测器。它利用氦中稳定的、低功率放电作电离源，使被测组

分电离产生信号，对所有物质均有高灵敏度的正响应。此检测器同时具有高灵敏度和通用性，非常适合于

烯烃中的微量永久气体杂质检测。氦离子化检测器的高灵敏度和对于几乎所有物质均有相应的通用性，完

全可以满足对乙烯和丙烯原料中的μL/m3级别永久气体杂质进行检测的需求。且此仪器操作简单安全、分

析时间短、定量准确、对操作环境要求不高，非常适合于作为标准分析方法进行推广和使用。

本标准计划采用配有脉冲氦离子化检测器的气相色谱，对乙烯和丙烯原料中的痕量氢、氧、氮、甲烷、

3

CO和CO2等μL/m级别的永久气体进行定量分析。通过优化气相色谱分析条件，建立乙烯和丙烯原料中多

种永久气体杂质的定量分析方法，确定方法的线性范围及方法精密度和检测限。最后通过添加回收实验，

验证方法的准确性。

3.检测限的设定

本标准检测限的设定是综合行业实际情况和检测方法的检测限来设定。各永久气体检测限实验数据见

表1，实验数据见附录。

表1永久气体检测限实验数据

信号/噪声

化合物含量mL/m3峰高响应噪声响应最低检出限mL/m3

（S/N）

H20.1002.100.20>50.100

O20.0506.880.20>50.05

N20.0507.160.20>50.05

CH40.0504.130.20>50.05

CO0.0502.610.20>50.05

CO20.0503.500.20>50.05

四、技术经济分析论证和预期的经济效益

本标准是在大量样品搜集、实验验证及参考国内外标准的的基础上建立的，方法科学可靠、精密度高、

适用范围广，对评价产品质量和规范市场具有重大意义，同时也促进了本行业的技术进步，以增强国际市

场竞争力。

五、采用国际标准和国外先进标准情况及水平对比

起草单位对国内外标准资料进行了收集工作，目前检索到的国外相关标准如下：

3

ASTMD8098-2017StandardTestMethodforPermanentGasesinC2andC3HydrocarbonProductsbyGas

ChromatographyandPulseDischargeHeliumIonizationDetector

本标准与国外相关标准相比，采用了类似的技术方案，在最低检出限方面保持一致。

六、与现行法律、法规、政策及相关标准的协调性

该标准严格遵循国务院印发的《深化改革标准化工作改革方案》（国发[2015]13号）中关于培育和发

展团体标准的各项改革措施要求。同时，与国家标准化管理委员会修改标准化法和《关于培育和发展团体

标准的指导意见》相协调，从而确保该标准可为相关法律法规的制定和实施提供支撑。

该标准在制定过程中，以尽量直接引用的方式与相关现行标准实现协调和衔接。

七、贯彻实施标准的措施和建议

标准正式发布后，将在有关标准监管部门指导下，拟采取借助网站新闻、行业展会、专业期刊等方

式对本标准进行推广宣传，并对标准每一部分进行详细解释说明，形成标准宣贯实施培训材料。

八、其它应予以说明的事项

无。

4

附录A中石化北京化工研究院试验数据

A.1聚合级乙烯、丙烯中永久气体定性试验

按照标准中给定的气相色谱条件开展验证试验，得到以下谱图。

OIMFID1A,前部信号(测试\氦标(1)2020-11-0412-24-24.D)

pA

氮气

4000

3.768--3.768

氧气

3500

2.729--2.729

3000

2500

甲烷

2000

6.627--6.627

氢气

一氧化碳

二氧化碳

1.519--1.519

1500

8.389--8.389

11.963--11.963

7.751

1000

24681012min

图A1PLOTQ和分子筛色谱柱上的典型色谱图

A.2聚合级乙烯、丙烯中永久气体定量试验

按照标准中给定的气相色谱条件开展验证试验，得到不同浓度下H2、O2、N2、CH4、CO、CO2外标校正

曲线。

图A2H2定量标准曲线

5

图A3O2定量标准曲线

图A4N2定量标准曲线

图A5CH4定量标准曲线

6

图A6CO定量标准曲线

图A7CO2定量标准曲线

A.3聚合级乙烯、丙烯中永久气体最低检出限试验

表A1永久气体检测限实验数据

化合物含量mL/m3峰高响应噪声响应S/N最低检出限mL/m3

H20.1002.100.20>50.100

O20.0506.880.20>50.05

N20.0507.160.20>50.05

CH40.0504.130.20>50.05

CO0.0502.610.20>50.05

CO20.0503.500.20>50.05

7

附录B中石油石油化工研究院试验数据

B.1聚合级乙烯、丙烯中永久气体定性试验

按照标准中给定的气相色谱条件开展验证试验，得到以下谱图。

图B1PLOTQ和分子筛色谱柱上的典型色谱图

B.2聚合级乙烯、丙烯中永久气体定量试验

按照标准中给定的气相色谱条件开展验证试验，得到不同浓度下H2、O2、N2、CH4、CO、CO2外标校正

曲线。

图B2H2定量标准曲线

图B3O2定量标准曲线

8

图B4N2定量标准曲线

图B5CH4定量标准曲线

图B6CO定量标准曲线

9

图B7CO2定量标准曲线

B.3聚合级乙烯、丙烯中永久气体最低检出限试验

表B1永久气体检测限实验数据

化合物含量mL/m3峰高响应噪声响应S/N最低检出限mL/m3

H20.1002.680.15>50.100

CO20.0505.250.15>50.05

O20.0506.510.15>50.05

N20.0507.330.15>50.05

CO0.0502.710.15>50.05

CH40.0503.930.15>50.05

附录C岛津企业管理（中国）有限公司试验数据

C.1聚合级乙烯、丙烯中永久气体定性试验

按照标准中给定的气相色谱条件开展验证试验，得到以下谱图。

数据文件名:5A-18008-006.gcd

uV

FID

N2

CH4

500000O2+Ar

250000

CO

H2

CO2

0

10

2.55.07.510.012.515.0min

图C1PLOTU和分子筛色谱柱上的典型色谱图

C.2聚合级乙烯、丙烯中永久气体定量试验

按照标准中给定的气相色谱条件开展验证试验，得到不同浓度下H2、O2、N2、CH4、CO、CO2外标校正

曲线。

面积

750000

500000

250000

0

0.00.51.01.5浓度

图C2H2定量标准曲线

面积

3000000

2500000

2000000

1500000

1000000

500000

0

0.00.51.01.5浓度

图C3O2定量标准曲线

11

面积

3000000

2500000

2000000

1500000

1000000

500000

0

0.01.02.03.0浓度

图C4N2定量标准曲线

面积

6000000

5000000

4000000

3000000

2000000

1000000

0

0.00.51.01.5浓度

图C5CH4定量标准曲线

面积

2500000

2000000

1500000

1000000

500000

0

0.00.51.01.5浓度

图C6CO定量标准曲线

12

面积

1000000

750000

500000

250000

0

0.00.51.01.5浓度

图C7CO2定量标准曲线

C.3聚合级乙烯、丙烯中永久气体最低检出限试验

表C1永久气体检测限实验数据

化合物含量mL/m3峰高响应噪声响应S/N最低检出限mL/m3

H20.1005780495>50.100

O20.0507203495>50.05

N20.0509324495>50.05

CH40.05011176495>50.05

CO0.0505936495>50.05

CO20.0502763495>50.05

附录D安捷伦科技有限公司试验数据

D.1聚合级乙烯、丙烯中永久气体定性试验

按照标准中给定的气相色谱条件开展验证试验，得到以下谱图。

13

图D1PLOTU和分子筛色谱柱上的典型色谱图

D.2聚合级乙烯、丙烯中永久气体定量试验

按照标准中给定的气相色谱条件开展验证试验，得到不同浓度下H2、O2、N2、CH4、CO、CO2外标校正

曲线。

H2校正曲线

600

y=0.1822x-2.9431

R²=0.9995

400

)

∙s

200

Area(pAArea

0

0500100015002000250030003500

concentration(ppb)

图D2H2定量标准曲线

14

图D3O2定量标准曲线

图D4N2定量标准曲线

图D5CH4定量标准曲线

15

图D6CO定量标准曲线

图D7CO2定量标准曲线

D.3聚合级乙烯、丙烯中永久气体最低检出限试验

表C1永久气体检测限实验数据

化合物含量mL/m3峰高响应噪声响应S/N最低检出限mL/m3

H20.1003.130.16>50.100

O20.0507.840.16>50.05

N20.05019.750.16>50.05

CH40.0506.770.16>50.05

16

CO0.0504.010.16>50.05

CO20.0505.520.16>50.05

附录E赛默飞世尔科技公司试验数据

E.1聚合级乙烯、丙烯中永久气体定性试验

按照标准中给定的气相色谱条件开展验证试验，得到以下谱图。

图E1PLOTQ和分子筛色谱柱上的典型色谱图

E.2聚合级乙烯、丙烯中永久气体定量试验

按照标准中给定的气相色谱条件开展验证试验，得到不同浓度下H2、O2、N2、CH4、CO、CO2外标校正

曲线。

17

图E2H2定量标准曲线

图

E3O2定量标准曲线

18

图E4N2定量标准曲线

图E5CH4定量标准曲线

19

图

E6CO定量标准曲线

图E7CO2定量标准曲线

E.3聚合级乙烯、丙烯中永久气体最低检出限试验

表E1永久气体检测限实验数据

化合物含量mL/m3峰高响应噪声响应S/N最低检出限mL/m3

CO20.0504.980.40>50.05

20

H20.1002.310.40>50.100

O20.0504.390.40>50.05

N20.0503.170.40>50.05

CH40.0503.830.40>50.05

CO0.0502.290.40>50.05

附录F北京集思泰科分析技术有限公司试验数据

F.1聚合级乙烯、丙烯中永久气体定性试验

按照标准中给定的气相色谱条件开展验证试验，得到以下谱图。

图F1PLOTQ和碳分子筛色谱柱上的典型色谱图

F.2聚合级乙烯、丙烯中永久气体定量试验

按照标准中给定的气相色谱条件开展验证试验，得到不同浓度下H2、O2、N2、CH4、CO、CO2外标校正

曲线。

图F2CO2定量标准曲线

21

图F3H2定量标准曲线

图F4O2定量标准曲线

图F5N2定量标准曲线

图F6CH4定量标准曲线

22

图F7CO定量标准曲线

F.3聚合级乙烯、丙烯中永久气体最低检出限试验

表F1永久气体检测限实验数据

化合物含量mL/m3峰高响应噪声响应S/N最低检出限mL/m3

CO20.05012.780.20>50.05

H20.1002.970.20>50.05

O20.05011.850.20>50.05

N20.05012.120.20>50.05

CH40.0507.410.20>50.100

CO0.0502.510.20>50.05

23

《聚合级乙烯、丙烯中永久气体的测定

气相色谱-氦离子化检测器法》

编制说明

（征求意见稿）

编制单位：中石化北京化工研究院

编制日期：2021年7月

《聚合级乙烯、丙烯中永久气体的测定

气相色谱-氦离子化检测器法》

编制说明

一、任务来源

（一）任务来源

本标准由中国化工学会提出并归口，由中石化北京化工研究院牵头制定。

（二）标准制定的目的和意义

乙烯和丙烯产品是石油化工生产中重要的基本原料，主要包括乙烯、丙烯等，主要用于生产聚乙烯、

聚丙烯等树脂。在聚合反应过程中，烯烃原料中存在的微量氢、氧、甲烷和CO2等杂质会影响催化剂活性

和聚合物分子量分布等性能；CO杂质会与催化剂活性中心反应，导致催化剂失活，给企业带来严重的经济

损失。

经考察，目前国内并没有相关的国家标准及行业标准建立。因此，急需建立一种快速、准确的乙烯和

丙烯中多种永久气体杂质的定量分析方法，对烯烃原料中杂质含量进行控制。此标准的建立，可以填补国

内无相关标准的行业空白，满足各大生产企业采用快速，简便手段监控乙烯和丙烯产品中的永久气体含量

的需要。

二、起草工作简要过程

按照中国化工学会标准制修订程序的要求，《聚合级乙烯、丙烯中永久气体的测定气相色谱-氦离子化

检测器法》团体标准的编制完成了以下工作：

（一）资料的收集

在标准编制过程中，起草工作组收集了以下资料：

─GB/T3391-2002工业用乙烯中烃类杂质的测定气相色谱法GB/T603化学试剂试验方法中所用制

剂及制品的制备

─GB/T3392-2003工业用丙烯中烃类杂质的测定气相色谱法

─GB/T3393-2009工业用乙烯、丙烯中微量氢的测定气相色谱法GB/T6680液体化工产品采样通则

─GB/T3394-2009工业用乙烯、丙烯中微量一氧化碳、二氧化碳和乙炔的测定气相色谱法

─GB/T3396-2002工业用乙烯、丙烯中微量氧的测定电化学法

─GB/T3723工业用化学产品采样安全通则

─GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定

─GB/T8984-2008气体中一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物的测定气相色谱法

─GB/T13289工业用乙烯液态和气态采样法

1

─GB/T13290工业用丙烯和丁二烯液态采样法

─GB/T28124-2011惰性气体中微量氢、氧、甲烷、一氧化碳的测定气相色谱法

─GB∕T28726-2012气体分析氦离子化气相色谱法

─（二）标准的起草

1.2019年6月至2019年12月，项目组完成标准的前期预研工作，联系乙烯和丙烯产品生产企业、科

研单位以及下游用户等，对乙烯和丙烯产品标准化的有关问题进行调研和分析。

2.2020年06月，召开标准启动会，成立起草工作组，正式启动《聚合级乙烯、丙烯中永久气