Способ газохроматографического анализа смеси органических веществ Советский патент 1991 года по МПК G01N30/02 

Изобретение относится к газохроматическому анализу летучих углеводородов, хлор-, кислородсодержащих углеводородов, методом пиролитической газожидкостной хроматографии в атмосфере водорода.

Целью изобретения является упрощение и ускорение количественного анализа сложных смесей, а также расширение класса анализируемых веществ.

На чертеже изображена схема установки.

Установка содержит испаритель 1, наса- дочнную колонку 2, пиролизер 3, реактор 4, поглотитель-адсорбер 5 для поглощения HCI и детектор 6.

Пробу анализируемой смеси вводят в испаритель 1, на насадочной колонке 2 происходит разделение смеси на составляющие компоненты. Газовый поток после колонки 2 поступает в пиролизер 3, где при 800-1000°С происходит пиролиз: углеводородов до метана, хлоруглеводородов - до метана и HCI; кислородсодержащих соединений - до метана СО и СОа; хлоркислородсодержащих - t до метана, HCI, СО и СОа.

В реакторе 4 при 450-580°С на катализаторе СО и С02 превращаются в метан. Выделившийся HCI поглощается в поглотителе-адсорбере 5,заполненном дробленым мрамором фр. 0,5-1,0 мм. После поглотителя 5 газовый поток поступает на детектор 6, где смешивается с азотом в соотношении 1:1.

При температуре реактора гидрирования 420°С определяемоесодержание ацетона и бутилового спирта занижено на 10% из-за того, что идет неполное гидрирование оксида и диоксида углерода. При более низких температурах разница возрастает.

При температуре 600°С уменьшаются площади пиков всех исследуемых веществ на 10-12%, возрастает погрешность, так как при данных условиях происходит разложение метана на катализаторе, При более высоких температурах площади пиков уменьшаются.

Содержание компонентов смеси определяют методом внутреннего стандарта или внутренней нормализации и вычисляют по формулам

СО

с

ON VJ Ю СО ON О

п -Ост Пет- Nfr- Si

1 0 П| MCT SCT

Q Mi Si 100

(1)

(2)

Ф, М -Si

о B;S,-V

где QI - масса определяемого вещества при анализе методом внутреннего стандарта, г, и при анализе методом внутренней нормализации, %;

QCT - масса стандарта, г;

MI, MCT, Mj - молекулярная масса определяемого вещества, стандарта и j-ro вещества;

Si, SCT, Sj - площадь пика определяемого вещества, стандарта и j-ro вещества;

ni, Пет, rij - число атомов углерода в определяемом веществе, стандарте, j-м веществе;

m - количество веществ.

П р и м е р 1. Гравиметрическим методом готовят искусственную смесь. Пробу искусственной смеси с помощью микрошприца вводят в испаритель 1, температура которого 150°С. На насадочной колонке длиной 3 м, заполненной 15% ПЭ АнахроматонеМ-А Л/ (фр. 0,25-0,315, мм), смесь при температуре 80°С разделяют на составляющие компоненты, скорость газа-носителя водорода 30 см3/мин. В реакторе 3 при 950°С происходит пиролиз: углеводородов (гептана, нона- на) до метана; хлоруглеводородов (1,2 ДХП-ана, , CCU) до метана и HCI; кис- лородосодержащих соединений (ацетон и др.) - до метана, СО, С02; хлоркислородсо- держащих (эпихлоргидрина) - до метана, С02; СО; HCI.

В реакторе 4 при 450°С и СОз превращаются в метан. Выделяющийся при пиролизе HCI поглощается в поглотителе-адсорбере 5.

Для обогрева реакторов 3 и 4 используют пиролитическую приставку с электрообогревом. Реакторы 3 и 4 изготовлены из кварца, объем рабочей зоны 2 и 4 см3 соответственно. Реактор4 заполнен катализатором (0,5-1 мм). Поглотитель хлористого водорода 5 заполнен.дробленым мрамором (0,5-1 мм). Образующийся метан поступает на детектор 6.

Каждую смесь (табл. 1) хроматографиру- ют в описанных условиях 4-7 раз.

Расчет хроматограмм смесей 1-2 проводят по формуле (1).

П р и м е р 2. Гравиметрическим методом готовят искусственную смесь 3. Условия хроматографирования те же, что и в примере 1. Гидрирование проводят при 470°С.

Расчет хроматограмм смеси 3 проводят по формуле (3)

Mi Si 100

0

5

QI

. Ц-Si

iS, п Результаты приведены в табл. 1.

ПримерЗ. Образец товарного эпихлоргидрина (ЭПХГ) анализируют на содержаQ ние микропримесей классическим методом (с учетом калибровочных коэффициентов) и по предлагаемому способу. В качестве внутреннего стандарта взят тетрадекан.

ЭПХГ хроматографируют при условиях:

5 . Неподвижная фаза - полиэтиленгликоль- сукцинат, мас.%20

Апиезон L, мас.%3

Сорбент-хроматон

0М-А Л/фр.0.16-0.2/мм

Длина колонки, м2

Скорость газа- носителя, см /мин Скорость движения

5 диаграммной ленты, мм/ч240 Температура колонки, °С80-160 Скорость нагревания, °С/мин 5 Объем вводимой пробы, мм3 4 Температура реактора пиролиза, °С 950 Температура реактора гидрогенизации,°С 580 Хроматографирование 5 раз

30

Формула изобретения

Способ газохроматографического анализа смеси органических веществ, включающий разделение компонентов в колонке, пиролиз в атмосфере водорода, детектирование метана, отличающийся тем, что, с целью расширения класса анализируемых веществ и упрощения анализа, образующиеся после пиролиза кислородсодержащих соединений оксид углерода и диоксид углерода дополнительно гидрогенизуют до метана при 450-580°С с последующим детектированием, а расчет количества определяемого вещества ведут по формуле

QcT ncT M| S|. или по формуле

QI

П| Мет Зет

Q| Mi Si 100 $

,2,-ni

где Qi - масса определяемого вещества при анализе методом внутреннего стандарта, г, и при анализе методом внутренней нормализации, %;

QCT - масса стандарта, г;

MI, Мет. Mj - молекулярная масса соответственно определяемого вещества, стандарта и J-ro вещества;

Si, Set, Sj - площади пика соответственно определяемого вещества, стандарта и J- го компонента, мм2;

ni, Пет, nj - числр атомов углерода cooi- ветственно в определяемом веществе, стандарте и J-м веществе;

m - количество веществ.

Изобретение относится к способам хро- матографического анализа смесей органических веществ. Сложная смесь органических веществ разделяется на хроматографиче- ской колонке, подвергается пиролизу при 800-1000°С в атмосфере водорода до метана. Образовавшиеся при пиролизе кислородсодержащих соединений оксид и диоксид углерода затем гидрогенизуют в реакторе на никелевом катализаторе при температуре 450-580°С до метана. Весь образовавшийся на второй стадии метан детектируется. Расчет количества определяемого вещества ведут по формуле. 1 ил., 2 табл.

Таблица

Таблица2

л

TV

i