Газовый хроматограф Советский патент 1983 года по МПК G01N31/08 

О

СЛ

о:

О

4;

ю Изобретение относится к газовой хроматографии и може,т быть испопьэоваво для копичественного определения состава (аттестации) произвольных многокомпонентных смесей. Известны способ и устройство t 1 ил хроматографического анапиза методом внутреннего стйнаарта, в котором в анализируемую смесь вводят определенное количество стандартного вещества и со- держание i-ro компонента анализируй мой смеси вычисляют по формуле е igi , «zS7. и поправочные коэффициент к йлошадям пиков/i-ro компонента и внутреннего стандарта, зависящие от чувствительности детектора; s. zплощади ооответствук щих хрома тографических пиков; отношение количества внутреннего стандарта к количеству анализиру емой смеси (без стандарта). Однако основная трудность при реапЕн заиии данного способа заключается в выборе в точной позировке стандартного вещества. При этом вещество, используемое в качестве внутреннего стандарта, не должно входить в состав исследуемой смеси, пик стандарта должен практически полностью отделяться от остальных пико физико-химические свойства и количество стандартного вещества должны быть к i свойствам и количеству компонентов Анализируемой смеси. Известен также способ определения к кониентраднй компонентов смеси, : которы реализуется на серийной хроматографичес кой аппаратуре, например газовый хроматограф Цвет-129. Способ основан на хроматографическом анализе п смесей с неизвестными, но заведомо раз пичными концентрациями п компонентов, и каждую из п смесей ана пвзируют дважды при разных, ио.произвольных, не нормируемых объемах пробы, являющихся постоянными для всех смесей. Затем определяют разность сигналов детектора для каждого отдельного компонента из двух анализов одной смеси с разными объемами пробы. По результатам анализов составляют систему нop иpoвaн ных уравнений, в которые вместо площадей хроматографических пиков компонентов подставляют разность площадей пиков для каждого отдельного компонента А5 при двух .анализах одной и той же смеси с разными объемами пробы и ре- ша1бт относительно п концентраций. Ис1)юлЬзование в системе уравнений Л5| вместо Si исключает влияние систематической ошибки. Ковцейтрадия i -го компонента при этом выразится зависимостью С К-л5,, ..., которая показывает, ч то градуировочная характеристика f (Л 3 ) проходит через начало координат 2 J Недостатком данного способа является необходимость анализировать одну и ту же смесь на хроматографе дважды на двух различных объемах пробы. Это увеличивает общее время анализа и уменьшает точность определения концентраций, компонентов многокомпонентных смесей за счет неучтенных погрешностей при опре-делении Л 5 , вызваннь1х изменением параметров хрсматографа во времени в пределах Двух анализов. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является газовый хроматограф, содержащий источник газаносителя, дозатор, соединенный целителем потока с входами двух хроматографических колонок, выходы которых соединены с двумя ячейками дифференциального детектора 3j. Известный хроматограф обладает теми же недостатками, что и описанные вы-;-. ше способы хроматографического анализа и устройства дгая их осуществления. Целью изобретения является .повышение точности и сокращение времени анализа i.. Указанная цель достигается тем, что в газовый хроматограф, содержащий нотонник газа-носителя, дозатор, соединенный делителем потока с входами двух хрсилатографических колонок, выходы коTopbix соединены с двумя ячейками дифференциальиого детектора, введен дополнительны источник газа-восителя, соединенный через регулируемый дроссель с входом одной из хроматографических колонсж, а делитель потока выполнен в виде тройника с двумя, дросселями, имеющими различное сопротивление. Повышение точности анализа достигается за счет значитепьно1х) уменьше- . ния влияния параметров хроматографического процесса на результаты измерения хроматографических пиков, при этом для случая использования одного внутре него ставоарта требования к стабвпьнооI ти параметров хроматографа распросгравяются в прадепах времени только одног дшпсза. На чертеже приведена блок-схема пре пагаемого газового хроматографа. Газ носвтепь вз блока 1 подготовки поступает в кран-дозатор 2, из .которого вместе с пробой анализируемой смеси через делитель 3 потока, cocTomnidl из дросселей 4 и 6, одновр енно ва выхотл двух идентичных хроматогра4я1ческих , копонсж 6 и 7. После колонок раздепеввые компоненты детектируются дифференциальным детектором 8. Для выравнивания расхода носителя хроматографических колонках в колонку 6 с меньшей инта сивностью потока через дополнительный дроссель 9 1юдается чистый гаэ-носител вз дополнительного всточника. Газовый хроматограф работал при сле , дующвх условиях: Хроматографтескве колонки, 2 шт, мм20ОО 3 Температура термостата колонок, °С50 Сорбент-сипохром G-i2O; фракция, ммОД-ОД6 Объем пробь, см- .0,5 Газ-носитель. --Гелий Детектор по теплопроводностиДТПТок моста детектора, т А 160 Деление потока на входе хроьлатографических колоHOds 3-5 Скорость газа-носителя в каждой хроматографической колонке, бм Л1Ин30 Анализируемые смеси : смесь 1, держащая метан, атав, пропан пропиле 1 464 и бутан, приготовлена вз чистых компонентов квалификации Х4 опытного производства ТУ 6-09-2457-72 с псмошью газосмесительной установки. В смеси 1 аттёстовапнсь компоненты втан и пропилеи. Допопннтепьные смеси 2 и 3 содержат только определяемые компоненты агав и пропилен произвольного состава, приготовпенные из чистых компонентов аналогично смеси 1. Хроматографический анализ: для известного способа и базового образца проводи||ся на хроматографе Цвет-129 без переделки схемы. Смеси 1, 1+2, 1+3 авализировались предлагаемым и взвестиым способами, причем известным способом дважды на двух объемах пробы V - 0,375 /2 0,5 СМ. Кониентраиви определяемых компонентов рассчитывались для слу чаях одного внут|эеннего стандарта - про пана методом совокупных измерений. . Для анализа смеси 1 согласно МИ 137-77 хроматограф предварительно градуировался по этану и пропилену на дозе V 0,375 см с прюугененвем чвсты компонентов Х4 опытного провзводства внститута химии при ГГУ и аттестованной газосмесвтельной установки, Градувровочная заввсюлость С,- К - S. юиределялась вз 50 аналвзов для кеждого компонента. Каждая смесь для всех рассматрвваемых способов аналиэировааась ве менее 10 раз. В таблице представлены среднве значения площадей хроматографвческих пшсов, измерен№ 1е электронным интегратором типа И-О2. В таблице даны результаты . определения кониентрапий компонентов смеси 1 известным и предлагаемым устройствами в сравнении с базовым образом;

ГАЗОВЫЙ ХРОМАТОГРАФ, содержащий истоявик газа-носитепя, позатор, соединенный депитепем потока с входами двух хроматографическвх колонок, выходы которых соединены с ячейками дифференциального автвктора, отпичаюшнйся тем, что, с пепью повышения точвости и сокращения времени анализа, в него введен допоп- , нитепьный источник газа-воситепя, со дивенный через регулируемый дроссепь с входом oaaoti из хроматографическвх колонок, а депнтепь потока выполнен в виде тройника с двумя дросселями, юшимн различное сопротнвпение. §

Исходная концентрация смеси 1, об. % 19Д 35,01 Отношение количества -добав ляемых смесей 2 и 3 к количеству исходиой смеси 1 Предлагаемый образец площади пиков по разностному сигналу 1542 3709 детектора Г 1.3 ,2 70 4О94 3128 4376 попученвые котентра19,18 34,81 НИИ, Об.% погрешность onpeaent 6,42 0,57 шю, % Известный схюсоб объем npo&i, 0,375 см 1234 2967 ti пошали пиков объем пробы, 0,5 см .ч . 2313 5563 itnoutadB niUEOB : раз (есть ппошаа&й ггахов 1О79 2596 из овух атпиэов -Л5 «1335

, .

О.О151О,О12

12342967

1аб735,64

Прооопжевие таблицы 616 3275 9О5 6141 289 .2866 2189 ЗО63 Смесь 1+2: А 3270; dS 489; « 867;. Z 1.2;45 4О94; 867; 403 Смесьl4:ASi; - 3128; Ю8; uSjtl . 829; Sj «1,3; uSV 468; вэ.,4. 829;4Sj 4 з85Т I rt - л -U-A 4376; Д6 1907- 327O Я.1 1489867 1542 Н Л 1907 886 4094 Т867 403 V 3709 -1) 1,3 Посте преобразования 3,6644 С + 1,427278 в 1,2; 3,66729 С 1,3 ипи 0,7398 С 1,7145595 С 2 0,1415, откуда С 2- 19,13%; С1 34,92%, схютвегственио погрешность опредепения 0,16% и 0,26%. Пре дпагаемов .устройство дпя хромато графического анализа методом внутрёйнего:стандарта по сравнению с известным имеет в два раза меньшее время авапиза и nonrv. в три раза бопыаую точ вость опредепевия концентраций компонен тов смеси. Применение двух и бопее внутренних стандартов бопее чем в два : раза повышает точ|юсть анапиза и може применяться при особо точных опредепеВИЯХ ковцевтраций компоневтов смеси - при аттестации. Предлагаемое устройство имеет также значитепьвые /лреимушества по срав 0еввю с базовым образшял. Суммарная . ; погрешность пред пагшмотх) хроматографа меньше, чем у базовоп образца и из вествого способа, что достигается путем звачитепьвого умевьшевия впия взме; вевий 1Ш1 метров кроматографичёского прошсса во времени (базовый образец 1О9 в прецепах времени грвацуировки 50 ана пизов на один компонент; известный спо« соб - в предепах двух анализов; предла « гаемый - в пределах одного анализа, а в случае двух стандартов - в предепах времени выхода стандартов). Применение на выходе дозатора целителя потока, содержащего два Дросселя разного сопротивление, обеспечивает распределение потока анализируемой пробы одновременно в обе идентичные хромато-i графические крлонки. Сигнал дифферешдаального детектора, включенного на выходе хроматографических колонок, пропорци(вален разности концентраций авализируеv : мых компонентов в обеих ячейках. Это . позволяет повысить точность аваггаза за. счет исключения систематической norpeioности градуировочных характеристик хроматографа из одного анал1Ьа; вместо двух известного способа ваtoyx рвзпичвых объектах про. Применение подпитки частым восвте- ; пем потока меньшей ивтевсивЕюств ерв || дополвительвы дроссель обеспечивает I выраввивавве расхош в через хроматогрбг «ческие колонки, что бчеиь в/вжтао япя вормальвой работы дифферешхвапьвого | детектора, так как анализируемые комлсН ненты должны выходить из хроматогрсн фических колонок и поступать в ячеЛкв детектора одновременно без запазаываввя; возможность аттестации с бопьтой точ:« востью многоксмповентных смесей аровзи вольного состава путем решения eBCTeMlii нормированных уравнений, пол чеввых прв совокупных измерениях; вскшочевве охю рации градуировки хроматографа, что 1й, зволяет сократить время aiianraa, повы ситьпроизводитепьвостьтруда.