测试CO2中的杂质-201402018

1、 气相色谱法测定二氧化碳中的杂质 杭州捷岛科学仪器有限公司 仪器编号：201402018 贺志强 QQ：48858269 0 研发部 目 录一、摘要1二、GC1690二氧化碳中杂质专用分析仪外观图1三、分析方案23.1、方法原理23.2、适用范围43.3、分析过程43.4、分析条件53.5、实验步骤63.6、典型谱图83.7、结论113.8、仪器配置清单11一、摘要 GC1690二氧化碳中杂质专用分析仪是本公司自行设计研制的新一代高性能分析仪器，仪器具有可靠稳定的流路控制，高灵敏度的TCD和FID检测器。仪器定性、定量精度高，适用于二氧化碳中有机及其无机杂质的微量及其痕量分析。二、GC1690

2、二氧化碳中杂质专用分析仪外观图图1. GC1690二氧化碳中杂质专用分析仪外观图（以实物为准）三、分析方案 3.1、方法原理如图2到图5所示（阀V1），二氧化碳中的各组分分析采用GC1690二氧化碳专用分析仪，通过双柱切换将二氧化碳中的各组分依次分离，利用不同物质的特性不同从而产生不同的响应值，并被色谱工作站记录。通过和已知组分含量的标准气进行比较，且使用校正因子校正后，计算各组分的含量。图2.取样状态-CO2进入定量环气路流程图图3.H2,O2,N2,CH4,CO通过P-N,进入5A分子筛,CO2和C2以上留在P-N中图4.H2,O2,N2 通过5A分子筛,进入TCDCO,CH4留在5A分子

3、筛中，CO2和C2以上留在P-N中图5.CH4,CO 通过5A分子筛和Ni进入FID,CO2和C2以上通过P-N进入FID中检测3.2、适用范围 该方法适用于二氧化碳中氢气，氧气，甲烷，一氧化碳，乙烯，乙烷，乙炔，丙烷+丙烯，C4，C5+等分析。3.3、分析过程本流程中的V1阀分取样状态和进样状态，V2阀分TCD和FID状态。如图2所示，当样品经阀V1进入定量环，吹扫干净后，阀V1从取样状态切换到进样状态（0min），载气将样品带入4×2m的Porapak-N中初分离，其中氢气、氧气、氮气、甲烷、一氧化碳迅速流出Porapak-N，进入5A分子筛，氢气、氧气和部分氮气流出5A分子筛，

4、进入TCD检测器并被工作站记录下来后，将阀V1从进样状态切换到取样状态（3min），同时V2阀从TCD状态切换到FID状态（3min），部分氮气，甲烷，一氧化碳经过5A分子筛和转化炉进入FID，并被工作站记录下来，而二氧化碳（无响应）、乙烯、乙烷、乙炔、丙烷、水（无响应）、C4等组分依次经过第二根Porapak-N后，进入FID，被工作站记录。在本流程里，TCD上的出峰顺序为氢气、氧气。FID上的出峰顺序为甲烷、一氧化碳、乙烯、乙烷、乙炔、丙烷+丙烯、水（无响应）、C4。丙烷及其之后的组分需要用程序升温高温烘出来，所以每次做完样品一定要抬高柱温（V1在取样状态，V2无所谓，180，保持10mi

5、n左右），把柱子里的水烘出来，不然水气进入5A柱，分析柱很快就会失效。3.4、分析条件 组分项目条件CO2中的杂质色谱柱15A分子筛色谱柱2Porapak-N色谱柱3Porapak-N载气高纯氩气气流控制模式恒流模式柱温（）70（11min ）to 180(5min) at 30/minTCD温度（）90FID温度（）150转化炉温度（）350阀箱温度（）70切阀时间（V1、V2同时切）3min(出厂调试)桥流（mA）80载气1流速(mL/min)10.0载气2流速(mL/min)10.0载气3流速(mL/min)10.0载气4流速(mL/min)15.0定量环进样量(ml)23.5、实验步骤

6、 3.5.1、标准样品：本分析方法采用峰面积外标法，因此需要相对应的标气，标气浓度应根据用户实际样品气浓度来配置，配制标气如下：实际标气浓度次序123456组分名称氢气氧气甲烷一氧化碳乙烯二氧化碳浓度（ppm）11910110545.170.1平衡气3.5.2、仪器老化： 因为水分影响5A分子筛分离能力，分析过程中，尽量保证管路干燥，每次分析过程中，不管样品中是否有水分，一定要把设好的程序升温走完整，分析一段时候后，注意老化柱子，老化条件如下：1) TCD:2002) COL:1903) FID:2504) 阀体状态：阀1保持在取样状态（朝左）5) 老化时间4小时6) AUX2始终是707)

7、载气氩气一直处于通气状态8) 桥流设为20mA(保证载气通畅)注：如果5A柱老化效果不理想，建议5A分子筛柱拆下来，拿到单独的老化箱里，流速20ml/min，300的条件下，老化6小时以上。3.5.3、仪器操作注意细节：阀V1系统，阀切换时间确定方法:在柱温70、V1处于进样状态，V2处于TCD状态，载气I为 10ml/min的条件下，氢气和氧气峰之后位置立即切阀（3min），通常的情况下，早切V1阀和V2阀，氧气进入转化炉，晚切V1阀和V2阀，甲烷不出峰（流入TCD检测器，并且二氧化碳进入5A柱造成永久吸附），之后等乙烷出峰结束，启动程序升温（也可以算准时间，从阀进样到乙烷出峰时间设为保留时

8、间（11min），即V1阀进样后立即程序升温，调试仪器时保留时间为11min，现场应根据工程师进样的谱图确定保留时间），在较高的温度条件下把剩余的丙烷和水分从分析柱里烘出来，同时缩短分析时间(同时造成基线漂移，俗称程升干扰峰)。3.6、典型谱图3.6.1、FID中的组分谱图图6.FID上的组分谱图（ppm,标气）（从左向右色谱峰依次为: (1)甲烷,(2)一氧化碳,(3）乙烯 ）表2.FID上的组分名及其保留时间图7.FID上的组分谱图（ppm,低浓度定性谱图）（从左向右色谱峰依次为: (1)甲烷,(2)一氧化碳,(3）乙烯，(4）乙烷，(5）乙炔）表3.FID上低浓度组分名及其保留时间3.6

9、.2、TCD中的组分谱图图8. TCD上的组分谱图（ppm）（从左向右色谱峰依次为: (1)氧气,(2)氮气）表4. TCD上组分名及其保留时间3.7、结论 本公司生产制造的二氧化碳中杂质分析专用仪，采用2阀，3根色谱柱和两种检测器（FID+TCD），可检测二氧化碳中的氢气，氧气，甲烷，一氧化碳，C2Cn ,在优化的仪器条件下，采用峰面积定量，保留时间定性，连续测定6次的相对标准偏差小于2%。 本方法处理样品范围广，操作简单，分析时间短，方法精度高，既能节约成本,又能满足分析的要求，对操作人员的要求进一步降低，满足工业分析的简单、快捷、准确等要求。3.8、仪器配置清单序号产品名称规格型号数量价格1色谱仪GC169012检测器TCD13检测器FID14色谱柱1Po