Способ газохроматографического анализа ароматических углеводородов Советский патент 1990 года по МПК G01N30/00 

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано в химической, нефтехимической, фармацевтической и других отраслях Промышленности при анализе ароматических углеводородов методом газовой хроматографии.

Цель изобретения - обеспечение количественного определения хроматографически неразделенных компонентов .

На чертеже приведена схема двухступенчатой газохроматографической системы, на которой реализуется предлагаемый способ анализа ароматических углводородов.

Способ осуществляется следующим образом.

Исходную смесь в количестве 1- 100 мкл вводят в нагреваемую набивную газохроматографическую форколон- ку 1, в которую через коммутирующий кран 2 поступает газ-носитель. Улав- ливание анализируемой фракции производят по известным временам удерживания, измеренным на форколонке при градуировке по контрольному плаз менно-ионизационному детектору 3. В качестве промежуточной ловушки 4 служит начальный охлаждаемый отрезок капиллярной колонки 5. Ввод пробы для анализа в капиллярную колонку 5 производят путем быстрого разогрева ловушки 4. Определяемые компоненты на выходе капиллярной колонки 5 одновременно регистрируют на плазмен- но-ионизационном детекторе 7 и ультрафиолетовом детекторе (УФД) 6 (воз- можно как последовательное, так и параллельное их соединение). Давление в системе регулируют игольчатым вентилем 8. В зависимости от аналитических задач на ультрафиолетовом детекторе перестраивают длину волны регистрируемого света, В зависимости от режима работы перестройку длины волны света производят до анализа или в ходе анализа для съемки отдельных участков хроматограмм и в момент прохождения хроматографиче- ского пика.

При определении п неразделенных

компонентов в хроматографическом пике разделение смеси осуществляют (п-1) раз. Длину4 волны ультрафиолетового детектора сменяют также (п-1)раз, обеспечивая- наибольшее различие коэффициентов, долю каждого компонента рассчитывают по величине отношения их площадей пиков, полученных на обоих детекторах, а определение концентрации неразделенных компонентов в исходной смеси осуществляют по форму- пе

S п;100 „

С

d-k;- 1000

r о

5

0

5

где S - площадь пика, полученного на плазменно-ионизационном детекторе (ПИД) ,

kJ - коэффициент чувствительности ПИД для определяемого компонента

п | - молярная доля определяемого компонента в совместном пике неразделенных компонентов, d - удельный вес образца. Пример 1. Исходную нефть в количестве 1 мкл вводят в нагреваемую до 150°С набивную газохроматографическую форколонку 1 (длиной 30 см, внутренний диаметр 4 мм) с НФ SE-30, нанесенной на твердый носитель Хроматон AW. В форколонку через коммутирующий кран 2 поступает газ-носитель. Фракция, анализируемых компонентов с температурой кипения до 280 С выделяется по временам удерживания, определенным по эталонным смесям с помощью контрольного плазменно-ионизационного детектора 3. Анализируемая фракция улавливается на промежуточной ловушке 4, охлаждаемой до температуры жидкого азота.

Ввод фракции в капиллярную колонку 5 с НФ полипропиленгликоль-2025, осуществляют быстрое нагревание ловушки. В капиллярную колонку отбирают примерно 1/5 часть фракции. В конце отбора фракции поток в Форколонке меняется на обратный при помощи крана 2 обратной продувки. Определяемые компоненты на выходе капиллярной колонки регистрируют параллельно на ПИД и УФД.

В исследуемой нефти требуется определить содержание 1 - и 2-этилнафта- линов (1-ЭН и 2-ЭН) и дифенила (ДФ), которые являются хроматографически неразделенными. Для определения этих трех компонентов, элюируемых совместно, проводится хроматографирование нефти дважды при двух длинах волн УФД-254 и 319 нм, измеряется соотношение площадей пиков, полученных на ПИД (S) и УФД (Г). и D31c, ),

- ЛЁЈ у

iL :

I

254 s

.

;

и составляется система уравнении

+ ,

I 254 П, +

2з„- п, + -n2+ a

2Ч

Till %

254

г 3(9

5

ДФЈ254 16,3;

Ј3„- 8,47-10 19 61,4-10

Г2

-г

-ъ

1 3,15-10 Результаты измерений исследуемой ефти

г

йТ) S

г

ЗП s

1383 мм 415 ммг

71 мм1

415 ммг

03,33;

0,170

Получена система уравнений

п , + п4 + п3 243п , + 2,84 п4 + 16,3п3 3,33, 8,47.1 п, + 61 ,4-1 п2 + + 3,15«10 Sn э 0,170

Решение системы n 0,77j n2 0,16; п, 0,06. Отсюда вычисляется содержание каждого компонента (%) к исходной нефти по формуле

S 100-n

k-d-1000 J

- 415 мм 2 площадь пика ПИД,

- коэффициент чувствительности

пади

295 мм2/г-л для 1- и 2-ЭН;

298 мм2/г.л для ДФ;

0,85 г/мл - удельный вес

нефти.

сленные концентрации 1-ЭН, ДФ в нефти:

Результаты измерений эталонных растворов

ДБ Чп5 0,502; БВ Ins 0,024-,

где

2,6-дмн ЧW5 j,jg;

2,7-ДМН Э25 0,119,

и- РЗТУ

L ITS

35 D

275

««

и ВЭ25-- площадь пиков, полученных, на УФД при Л 275 и ft-325 со- Результаты измерений исследуемой нефти ... а

184 мм 275 725 мм2

0,253 для пары ДБ и БВ;

У.178 мм2 п ..

IKS 328 ...g 0,543 для пары

J/ мм 2,6-ДМН и 2,7-ДМН.

Получены две системы уравнений

пде + п Б& 5010,502пДб +0,024nS9 0,253;

( ДМН + П2, Л«Н

|1,19п2. + 0,П9п1(7.АМ„-0,5«, 55 где ПАБ ПБЬ

П2.6-Амн И

па - АМН молярные доли компонентов в неразделенном пике.

Решение системы ДЕ 0,48, БВ 0,52, 2-,6-ДМН 0,39, 2,7-ДМН 0,61 .

Содержание каждого компонента в нефти вычисляется последующей формуле, %:

15697008

Время анализа и его трудоемкость сокращаются в два раза .

Формула изобретения

1. Способ газохроматографического анализа ароматических углеводородов, включающий газохроматографическое разделение компонентов на набивной Форколонке и на капиллярной колонке с последующей синхронной регистрацией компонентов из плазменно-ионизацион- ном и ультрафиолетовом детекторах, отличающийся тем, что, с целью обеспечения количественного определения хроматографически неразделенных компонентов, разделение углеводородов осуществляют п-1 раз при определении п неразделенных компонентов в хроматографическом пике, длину волны ультрафиолетового детектора меняют п-1 раз, обеспечивая наибольшее различие коэффициентов молярного погашения, рассчитывают молярную долю каждого компонента по величине отношения площадей пиков, полученных на обоих детекторах, а определение концентрации неразделенных компонентов в исходной смеси осуществляют по формуле

С

S lOO n; k d-ЮОО

%

где S

725 мм - плошадь пика ПИД для пары ДБ и БВ;

328 мм

2.

площадь пика для

пары 2,6-ДМН и 2,7-ДМН; коэффициент чувствительности ПИД,

мм г

343 для ДБ и БВ;

для 2,6-ДМН и

295 г

2,7-ДМН;

0,85 г/мм - удельный вес нефти;

1,2- 1,3„-2

10 %;

10 %,

5,3 Ю

г

-2

8,0-10 %,

Предлагаемый способ анализа дает возможность анализировать неразделенные компоненты, что не обеспечивается известными способами, перестройка длины волны - выбрать наиболее специфические области поглощения света, тде спектральные характеристики неразделенных компонентов различаются максимально, что повышает надежность анализа. Перестройка длины волны в ходе хроматографи- рования, после выхода совместного пика неразделенных компонентов перед следующим совместным пиком повышает экспрессность анализа. Отпадает необходимость повторного хрома- тографирования, так как все анализируемые компоненты определяются в одном цикле хроматографирования.

0

5

1. Способ газохроматографического анализа ароматических углеводородов, включающий газохроматографическое разделение компонентов на набивной Форколонке и на капиллярной колонке с последующей синхронной регистрацией компонентов из плазменно-ионизацион- ном и ультрафиолетовом детекторах, отличающийся тем, что, с целью обеспечения количественного определения хроматографически неразделенных компонентов, разделение углеводородов осуществляют п-1 раз при определении п неразделенных компонентов в хроматографическом пике, длину волны ультрафиолетового детектора меняют п-1 раз, обеспечивая наибольшее различие коэффициентов молярного погашения, рассчитывают молярную долю каждого компонента по величине отношения площадей пиков, полученных на обоих детекторах, а определение концентрации неразделенных компонентов в исходной смеси осуществляют по формуле

г S - пу 1 00 , d- kj-1000 }

-где S - площадь пика, полученного на 5 плазменно-ионизационном детекторе;

k - коэффициент чувствительности плаэменно-ионизационного детектора для определяемого компонента;

п - молярная доля определяемого компонента в совместном пике неразделенных компонентов, d - удельный вес образца. 2 Способ по п.1, отличаю - щ и и с я тем, что, с целью повышения экспрессности, изменение длины

волны ультрафиолетового детектора осуществляют в процессе хроматогра- 0 Фирования.

0

0

5

В 1

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано в химической, нефтехимической, фармацевтической и других отраслях промышленности при анализе углеводородов методом газовой хроматографии. Цель изобретения - обеспечение количественного определения хроматографически неразделенных компонентов. Исходную анализируемую смесь хроматографируют на двухступенчатой хроматографической системе, в которой предварительное разделение проводят на короткой набивной форколонке, а выделенные для последующего анализа фракции разделяют затем на аналитической капиллярной колонке. На выходе капиллярной колонки осуществляют синхронную регистрацию компонентов на плазменно-ионизационном и ультрафиолетовом детекторах, причем разделение осуществляют (N-1) раз при определении N неразделенных компонентов в хроматографическом пике и длину волны ультрафиолетового детектора меняют (N-1) раз, обеспечивая наибольшее различие коэффициентов молярного погашения. Мольную долю каждого компонента рассчитывают по величине отношения площадей пиков, полученных на обоих детекторах, а определение концентрации неразделенных компонентов в исходной смеси осуществляют по формуле C = S^.N_I^.100/(D^.K_I^.1000)%, где S - площадь пика, полученного на плазменно-ионизационном детекторе

K_I - коэффициент чувствительности плазменно-ионизационного детектора для определяемого компонента

N_I - мольная доля определяемого компонента в совместном пике неразделеных компонентов

D - удельный вес образца. При необходимости перестройку длины волны ультрафиолетового детектора осуществляют в процессе хроматографирования. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.