Газовый хроматограф Советский патент 1980 года по МПК G01N31/08 

(54) ГАЗОВЫЙ ХРОМАТОГРАФ

Изобретение относится к хроматографии и может быть использовано в нефтехимической, нефтеперерабатывающей и химической отраслях промышленности. Известен хроматограф, содержащий регистратор, программатор анализа, источник газа-носителя и связанные с ним разделительные колонки, ко входу первой из которых подключено устройство ввода пробы, к последней колонке подключен детектор, а между колонками установлены переключатели потоков-краны. Во вре мя работы такой хроматограф позволя ет при помощи кранов так комбинировать подачу потоков газа из разделительных колонок к детектору, что вначале определяют более тяжелые компоненты, выходящие из первой колонки, а затем легкие компоненты, выходящие из последней колонки. Кро ме того, этот хроматограф позволяет осуществлять обратную продувку перв колонки, освобождая ее от компонентов с высокой температурой кипения не подлежащих определению l. Недостатком этого хроматографа ляется завышенное-время анализа, объясняемое тем, что разделение ле ких компонентов задерживается на время выхода других компонентов смеси. Только после подключения с помощью соответствующего крана последней колонки к детектору происходит разделение и последующее элюирование легких компонентов. Известен также хроматограф, включающий программатор анализа и связанные между собой разделительные колонки, вход первой из которых подключен к устройству ввода пробы и к линии, связанной с источником газаносителя, а на выходе ка.ждой разделительной колонки подключены детектирующие ячейки катарометров, выходы которых через отводящие линии связаны с атмосферой, а чувствительные элементы, размещенные в ячейках, связаны с регистратором. Переключения потоков, при которых г этом хроматографе детектирующие ячейки отключают от отводящих линий и подключают к последующим разделительным колонкам, осуществляют с помощью кранов, установленных в межколоночных линиях и управляемых по времени от программатора анализа.во время работы хроматографа вследствие установки на выходе каждой разделительной колонки детектора процесс разделения анэлизируемой смеси проходит непрерывно, что позволяет сократить время ангилиза 2, Недостаток этого хроматографа низкая точность анализа высококипящих компонентов из-за того, что пере ключение потоков осуществляют кранами, установленными в межколоночных линиях. Это объясняется тем, что в хроматографе переключающие краны раз мещены в холодной зоне (вне термоста та) и высококипящие компоненты могут конденсироваться, накапливаясь в полостях этих кранов. При размещении ,переключающих кранов в термостате точность работы хроматографа также снижается, что связано со снижением герметичности кранов в условиях высокой температуры. Кроме того, дан ные, полученные на этом хроматографе характеризуются низкой достоверность Это объясняется тем, что при автомат ческом режиме работы хроматографа переключения потоков газа производят по временной программе, задаваемой . программатором анализа. В результате из-за незначительных изменений време ни выхода компонентов (например в ре зультате нестабильности расхода газа носителя) или из-за неточности пода чи временных команд возникают несвое временные .переключения кранов, ведущие к смешиванию отдельных групп ком понентов, выделяемых по условиям методики ансшиза в отдельные потоки. Цель изобретения - повышение точности и достоверности анализа. Эта цель достигается тем, что отводящие линии, связанные с междуколоночными линиями, снабжены запорнцми клапанами, а вход калодой из раз делительных колонок снабжен дросселем и соединен с переключателем пото ка газа-носителя, причем электрический вход каждого катарометра через программатор ангшиза связан с управляющими входами соответствующих переключателей потоков и запорных клапанов. Кроме того, детектирующие ячейки выполнены в виде размещенных в корпу се изолированных камер с установленными в них чувствительными эле ентами, соединенными по мостовой схеме, причем одна детектирующая ячейка под клгочена к выходу последней разделизельной колонки, а другие детектирующие ячейки подключены между выходами остальных разделительных колонок и соответствующими дросселями. На фиг. 1 изображена принципиальная пневмоэлектрическая схема хроматографа, на фиг. 2 - конструкция и электрическая схема детектора-ката рометра. Хроматограф (фиг. 1) включает установленные на панели газа-носителя 1 регуляторы 2, 3 и 4 давления и свя занные с их выходами соответствующие переключатели 5, 6 и 7 потоков газаносителя. Переключатель 5 потоков газа-носителя включает пневмореле 8 и 9, связанные между собой непосред-. ственно и через дроссель 10. Выход переключателя 5, совпадающий с выходом пневмореле 9, подключен к первой разделительной колонке 11,ко входу которой подключено устройство 12 для ввода проб 10. Разделительная колонка 11 через детектирующую ячейку 13 катарометра 14 и дроссель 15 подключена ко второй разделительной колонке 16. Междуколоночная линия 17 между детектирующей ячейкой 13 и дросселем 15 соединена с сообщающейся с атмосферой отводящей линией 18, в которую включен запорный клапан 19 и дроссель 20. Непосредственно ко входу разделительной колонки 1G подключен выход переключателя б потоков, который содержит соединенное с выхоходом регулятора 3 давления пневмореле 21 и подключенное к нему непосредственно и через дроссель 22 пневмореле 23, выход которого совпадает с выходом данного переключателя б потоков газа-носителя. Вторая разделительная колонка 16 через детектирующую ячейку 24 катарометра 25 и дроссель 26 соединена с третьей разделительной колонкой 27. К междуколоночной линии 28 между детектирующей ячейкой 24 и дросселем 26 подключена связанная с атмосферой отводящая линия 29, снабженная запорным клапаном 30. Непосредственно ко входу разделительной колонки 27 подключен выход переключателя 7 потоков газа-носителя, который содержит соединенное с выходом регулятора 4 давления пневмореле 31 и подключенное к нему непосредственно и через дроссель 32 пневмореле 33, выход которого совпадает с выходом переключателя 7 потоков газа-носителя. Выход третьей разделительной колонки 27 связан с детектирующей ячейкой 34 катарометра 35. Электрические выходы (выходы мостовых схем) катарометров 14, 25 и 35 через устройство 36 переключения, включающее контакты переключающих электрических реле и размещенное в программаторе 37 анализа, связаны с регистратором 38. При этом программатор 37 анализа через электропневматический преобразователь 39 соединен с управляющими входами Р , Р, Р и ру .Рд соответствующих переключателей 5, 6 и 7 потоков газа-носителя и с соответствующиг ет запорными клапанами 19 и 30 отводящих линий 18 и 29..При необходимости применения четырех разделительных колонок в схему включается дополнительдай запорный клапан, на управляющий вход которого поступает сигнал . детектирующие ячейки 13, 24 и 34 |Могут быть выполнены в виде размещенных в корпусе 40 (см.фиг,2) изолированных камер 41, 42 и 43 с установленными в них чувствительными элементами R , Rjj,, и R. Кроме того, в корпусе 40 выполнена камера 44 с установленным в ней чувствительным элементом; R все камеры изолированы друг от друга и включены в газовую схему хроматографа в следующем порядке: ко входам камер 41, 42 и 43 подключены выходы соответствующих разделительных колонок 11, 16 и 27. Поскольку в пред лагаемой схеме имеются только три разделительные колонки, то камера 44 подключена к потоку газа-носителя. В схемах с четырьмя колонками камера 44 подключена к выходу четвертой колонки. В предлагаемой схеме (фиг.1) выходы камер 41 и 42 подключены к соответствующим дросселям 15, 26 междуколоночных линий 17, 28. Выходы камер 43 и 44 связаны с .атмосферой . Чувствительные элементы К, R2 R и R соединены по мостовой схеме выход которой и gbix связан с программатором 37 анализа и регистратором 38. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии от злектропневматического преобразователя 39 к пневмореле 8, 21 и 31 соответствующих переключателей 5, б и 7 потоков к запорным клапанам 19 и 30 поединичные сигналы Р P.V 1, а к соответствующим пневмо реле 9, 23 и 33 указанных переключа телей подают нулевые сигналы Р PJl Р2 0. В результате на входы разделительных колонок 11, 16 и 27 от соответствующих регуляторов 2, 3 и 4 давления поступает газ-носитель с давлением Р. Р, и , где (Р V-t Рдт) при этом запорные клапаны 1 и 30 закрыты. При вводе пробы из ус ройства 12 для ввода проб в разделительной колонке 11 происходит пред варительное разделение, при котором от общей массы компонентов отделяют тяжелые компоненты, выходящие из ра делительной колонки 11 последними. При прохождении неразделенных компонентов через детектирующую ячейку 13 -детектор 14 регистрирует сигнал и передаваемый через устройство 36 переключения программатора 37 ан лиза на регистратор 38. При этом в программаторе 37 анализа возникает дискретный сигнал, который через электропневмопреобразователь 39 пер дается в виде сигнала Р О на пне мореле 8 и запорный клапан 19. В момент формирования сигнала Р О неразделенные компоненты посту пают на вторую разделительную колон ку 16 (так как Д происходит дальнейшее разделение, при этом пневмореле 8 переключается так, что газ-носитель поступает через дроссель 10, а выход детектиру;огдеи ячейки 13 сообщают через запорный клапан 19 и дроссель 20 с атмосферой. При этом расход газа-носител5 с помощью дросселя 10 регулируют таким образом, что описанное переключение не изменяет положения нулевой линии регистратора 38. Через некоторое время после открытия клапана 19 через детектирующую ячейку 13 проходит последний компонент смеси, фиксируемый регистратором 38. Одновременно остальные неразделенные компоненты делятся на второй разделительной колонке 16. При поступлении от электррпневмопреобразователя 39 сигнала Р 1 и Р. 1 запорный клапан 19 за)7рыза :т, с вход колонки 11 через пневморелс 9 сообщают с атмосферой, что сСЗес-ие швает Ьбратную продувку кслокк ; 1. Гидравлическое сопротивление дросселя 20 настраивают равным гидравлическому сопротивлению колонки 11, что позволяет стабилизировать нулевую линию регистратора 38 при включении обратной продувки. Предложенный хроматограф позволяет с высокой точностью и достоверностью проводить анализ сложных газовых смесей. Формула изобретения 1.Газовый хроматограф, сс, щий nporpaMiViaTOp анализа и связанные газовым - каналам с переключателями потоков газа-носителя N-GICTV собой разделительные колонки,- вход пзрвой из которых подключен к устройсву ввода пробы и к лин;;;, связак;о- с источником газа-носителя, а гз вмходе Ксшдой разделительной ко.лонки установлена детектирующая с чувствительными элементам11, выход каждой разделительной колонки через отводящую линию связан с атмосферой, а выхо.д каждого чувствительного элемента электрически связан с регистратором, о т л и ч а ю щ и и с л тем, что, с повышения точмости и достоверности анализа, отвод.чщие линии снабжены зaпopны ш клапанаглп, а вход ка;кдой из разделительных колонок снабжен ,1т;россе.г;е.м р; соединен с переключателем потека газа-пос;гти- ля, причем электрический вхо.; .ка ;;дого чувствительного элеме -Т1 чераз програ1% -;атор анализа связан с управляющими входами соответствующих переключателей потоков и запорных клапанов. 2.Хроматограф по п. 1, отливающийся тем, что детектирующие ячейки выполнены в виде раз- зщенных в корпусе изолированных камер с установленными в них .чувствительными элементами, соединенными по мостовой схеме, причем одна детектирующая ячейка подключена к выходу последней разделительной колонки, а другие детектирующие ячейки подключены между выходами остальных разделительных колонок и соответствующими дросселями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

/ N

ЗГ-r FA --i