Способ анализа газовых смесей Советский патент 1985 года по МПК G01N30/48 

а

о ро

1 . 1

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для анализа многокомпонентных газовых смесей.

Известен способ анализа легких газов, включающий введение анализируемой смеси газов в поток газаносителя, покомпонентное разделение ее при комнатной температуре наХроматографическойколонке, заполненной активированными цеолитовыми молекулярными ситами, и последующую количественную регистрацию разделенных компонентов газохроматографическим методом 1 .

Однако известным способом неврзможно анализировать двуокись углерода из-за сильной сорбируемости на активированньк цеолитовых : молекулярных ситах при комнатной температуре.

Применение для покомпонентного анализа неактивированных цеолитовых мрлекулярньк сит приводит к тому, что на них не происходит разт деление азота и кислорода, окиси углерода и метана. Кроме того, при проведении анализов ,по- этому способу разделительная способность цеолитовых молекулярных сит постепенно снижается из-за отравления двуокисью углерода.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ анализа смесей газов, включающий введение анализируемой смеси газов в поток газа-носителя, разделение на колонке, заполненной активированными цеолитовыми молекулярными ситами- и последующую количественную регистрацию компонентов одним из известных методов 20,

Недостатком известного способа

является сложность выполнения процесса анализа, обусловленная необходимостью проведения разделе-, НИЛ в двух различных режимах: пары кислород - азот - при комнатной температуре, а остальных Компонентов анализируемой газовой смеси - при программировании температуры колонки до высоких значеий (v400 C). Кроме .Того, требуется длительное время для подготовки к проведению следующего анализа (охлаждение колонки до комнатной температуры), равное/-2 ч.

300 .2

Целью- изобретения является упрощение процесса .ч

Поставленная цель достигается те, что согласно способу анализа газовых смесей, включающему введение анализируемой смеси в поток газаносителя, разделение ее на колонке, заполненной активированными цеолитовыми молекулярными ситами,

и последующую ее количественную регистрацию, анализируемую смесь сигнала пропускают через дополнительную колонку, заполненную активированными цеолитовыми молеКудяр-.

ными ситами, предварительно обработанную при 100-280С, объемом в 2-50 раз меньшим объема анализируемой пробы. При температурах стабилизации

ниже 100°С и выше 280°С время удерживания СО на первой колонке нестабильно и при проведении серии хроматографических анализов резко изменяется в сторону уменьшения от

анализа к анализу. Получить стабильные характеристики удерживания при различных температурах стабилизации не. удается при использовании в качестве сорбента для первой колонки неактивированных цеолитовых молекулярных сит. .

Эффективность разделения при полном покомпонентном анализе газовой I смеси, содержащей водород, кислород, ;азот, метан, окись и двуокись углерода, характеризуется высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ).

В таблице -приведены значения ВЭ,ТТ для кислорода при изменении соотношений объемов вводимой анализируемой газовой смеси и дополнительной колонки в предложенном интервале.

При этом рассматривались только те случаи, когда был возможен полньш покомпонентный анализ. Характер изменения данных по ВЭТТ для остальных газов аналогичен.

Как видноИЗ таблицы., оптимальный объем дополнительной колонки

в раз меньше объема анализаруемой смеси.

Пример 1. Перед проведением хромато графического анализа дополнительную колонку, заполненную активированными цеолитовыми молекулярными ситами, нагревают до , после чего ее пассивно охлаждают до комнатной температуры.

Нагрев и охлаждение дополнитедьной колонки производят непосредственно в макете хроматографа в токе газансГсителя - аргона Затем в эту колонку S токе газа-носителя вводят отобранный объем газовой смеси, содержащей водород, кислород, азот, метан, окись и двуокись углерода В дополнительной колонке происходит предварительное разделение двуокиси Vглe:poдa от остальных газов, при этом объем указанной колонки меньше вводимого объема анализируемой газовой смеси в 2 раза. Осталь ные газы выходят из дополнительной колонки неразделившимся (общим) пиком, и их покомпонентное разделение далее осуществляют на колонке с активированными цеолитовыми молекулярными ситами NaX, длиной 1,5 м и внутренним диаметром 2 мм.

Температура, при которой производят предварительное и.последующее разделение - комнатная« Ввод анализируемой газовой смеси, разделени ее на дополнительной колонке, а затем на колонке, заполненной активированными це.слитовыми молекулярными ситами NaX производят необходимое количество раз, не отключая потока газа-носителя. Регистрацию двуокиси углерода осуществляют после выхода из дополнительной KojjoHKH, а регистрацию остальных компонентов газовой смеси - после выхода из колонки, заполнёйной активированными цеолитовыми молекулярными ситами NaX.

Цеолитовые молекулярные сита зернением 0,2-0,25 мм перед загрузкой в обе колонки активируют при 320С в течение 6ч.Высота эквивалентной теоретической тарелки (ВЭТТ) составляет мм (для диоксида углерода), время удерживания диоксида углерода 16 с. .

П р и м е р 2. Дополнительную колонку, заполненную активированными.

0 молекулярными ситами, нагревают до 215°С. Объем дополнительной колонки в 30 раз меньше объема анализируемой смеси. Анализ проводят так, как описано в примере 1.

5

ВЭТТ для диоксида углерода составляет 1,6 мм, время удерживания его 46 с.

Пример Зг Дополнительную колонку, заполненную активированными

0 молекулярными ситами, нагревают до 2i80c, Объем дополнительной колонки в 50 раз меньше объема анализируемой смеси. Анализ проводят так, как описано в примере 1.

5

ВЭТТ для диоксида углерода составляет 1,5 мм, время его удерживания 64 с.

Таким образом, предлагаеьолй способ позволяет разделять и ана0лизировать газовые смеси в одном режиме без использования программирования 1%мпературы колонки до высоких значений. Кроме того, используется широко доступный сорбент и

5 упрощается подготовка сорбента к анализу, что позволяет улучшать эксплуатационные качества хроматографических газоанализаторов.

Объем дополнительной колонки в п раз.меньше объема анализируемой смеси

B3tT (для кислорода),

мм

СПОСОБ АНАЛИЗА ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ, включающий введение анализируемой смеси в поток газа-носителя, разделение ее на колонке,, заполненной активированными цеолитовыми молекулярными ситами и последующую ее количественную регистрацию, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, анализируемую смесь сначала пропускают через дополнительную колонку, заполненную активированными цеолитовыми молекулярными ситами, предварительно обработанную при 100/280 С и объемом в 2-50 раз мень ШИ14 объема анализируемой пробы. О 5s.

1

2 10 30 50 60

eOj не регистрируется после дополнительной . колонки

0,040 0,035 0,030 0,030

Невозможно изготовить дополнительную колонку, так как ее длина становится сравнимой с диаметром