Способ газохроматографического анализа смесей парафиновых, ароматических и олефиновых углеводородов

 

СПОСОВ ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА СМЕСЕЙ ПАРАФИНОВЫХ АРОМАТИЧЕСКИХ И ОЛЕФИНОВНХ УГЛЕВОДОРОДОВ путем пропускания анализируе- ; мой смеси в потоке газа-носителя через хроматографическую колонку, заполненнзпо макропористым сульфокатионитом на основе сополимера стирола и дивинилбензола в ионной : форме, отличающийсятем , что, с целью повышения с елективности разделения ароматических и олефиновых углеводородов, в качестве сульфокатионита используют сульфокатионит в Си -форме. 4k СП to OD дТ T-MW i 0Utl

„„SU 11452

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦЮЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4() .С 01 N 30 48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И 0THPbfTHA

Я, щ . фя

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВ ю . РСИОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3638671/04 (22) 01 ° 09. 83 (46) 15 ° 03.85. Бюл. У .10 (72) Г.П. Терехова, Л.И. Панина, K.È. Сякодынский и О.И.Трубочкина (53) 543.54 .42(088.8) (56) f. Сакодынский К.И. Панина Л.И.

Полимерные сорбенты для молекулярной хроматографии. М., "Наука", 1977

r . 113-11, 2. Hirsch R.F. et a2.Ãàsîêèä,стная хроматография на макропористых катионообменных смолах.-АиаХч .

Ch ш. 1973, ч. 45, И 12, р .2100-2105 <.рототип). (54) (57) СПОСОБ ГАЗОХРОИАТОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА СИЕСЕИ ПАРАФИНОВЫХ, АРОМАТИЧЕСКИХ И ОЛЕФИНОВЫХ УГЛЕВОДО".

РОДОВ путем пропускания анализируемой смеси в потоке rasa-носителя через хроматографическую колонку, заполненную макропористым сульфокатионитом на основе сополимера стирола и дивинилбензола в ионной форме, о т л и ч а ю щ и Й с ятем, что, с целью повышения селек- . тивности разделения ароматических и олефиновых углеводородов, в качестве сульфокатионита используют сульфокатионит в Си --форме.

1-145287

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к газохроматографическому анализу смесей, содержащих парафиновые, ароматические и олефиновые угленодороды. S

Известен способ газохроматографи ческого анализа смесей парафиновых, ароматических и олефиновых углеводоро дов путем пролускания анализируемой пробы н потоке газа-носителя через хроиатографическую колонку, заполненную макропористыи полимерным сорбентом f1) .

Недостатком данного способа является малая селективность раз- 15 деления олефиновых и ароматических углеводородов, что не дает возможности определения примесей ароматических соединений в олефиновых угле. водородах. 20

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ гаэохроиатографического анализа смесей парафиноных, ароматических 2$ и олефиновых углеводородон.путем пропускания анализируемой смеси в потоке газа-носителя через хроиатографическую колонку, заполненную иакропористым сульфокатионитом ЗО на основе сонолииера стирола и дивинилбензола, переведенным s Ая -фореч $2).

Недостатком данного способа является отHocHTeJIsHo невысокая селек 35 тивность разделения олефиновых и аро: матических угленодородон (факторы селектинности для ряда соединений изменяются н интервале О, 132,71) .

46

Цель изобретения — повышение селектинности разделения ароматических и олефиновых углеводородов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу газохрома4S тографического анализа смесей парафи. новых, ароматических и олефиновых углеводородов путем пропускания ана-., лизируемой смеси н потоке газа-носителя через хроматографическую колон50 ку, заполненную макропористым сульфокатионитом на основе сополимера стирола и дивинилбенэола в ионной форме

s качестве сульфокатионита используют с льйокатионит в Cu—

a+

У форме .

Анализ смесей парафиновых, ароматических и олефиновых углеводородов осуществляют следующим .образом.

Макропористым сульфокатионитом на основе сополямера стирола и дини- нилбензола, переведенным в Си -форму имеющии размер частиц 0,35-0;45 им, заполняют хроматографическую колонку длиной 15-65 см, диаметром 3 им, изготовленную иэ нержавеющей стали или стекла. Колонку устанавливают в териостат хроматографа и кондиционируют в потоке газа-носителя (гелия).

После кондиционирования колонку переводят в рабочий режим, отвечающий следующим параметрам: температура колонки 125-175 С, температура испао рителя 125-175 С9 расход газа-носителя (гелия) 25-60 см /мин, детектор-катарометр (ток моста 150 мА), объем дозы 0,3-0,5 мкл.

Пример 1. Разделение воздуха, циклогексана, бенэола, циклогексена, проводят на газовом хроматографе ЛХМ-8ИД с детектором по теплопроводности на колонке длиной 0,4 и, диаметром 3 им, заполненной макропорис тыи сульфокатионитои в Cu +-форме, при теипературе колонки и испарителя

125 С, расходе газа-носителя (гелия)

30 си /иин. Хроматограмма представлена на фиг. 1.

Из фиг. 1 видно, что предлагаемый способ обеспечивает достижение следующей последовательности элюирования компонентов: 1 — воздух, 2 — циклогексан, 3 — - бензол,, 4 — циклогексен, и существенно большее удерживание циклогексена по сравнению с бензолом, т.е. обеспечивает более выСокую селективность к непредельному циклическому углеводороду по сравнению с ароматическим, чем прототип.

Hp и м е р 2. Разделение смеси, содержащей воздух, н-гептан, толуол, гептен, проводят на газовом хроматографе ЛХИ-8МД с детектором по теплопроводности на колонке длиной

0,65 м, диаметром 3 им, заполненной иакропористым сульфокатионитом в Си ôoðìå, при температуре испа2 рителя и колонки 150 С и расходе о газа-носителя(гелия) 30 см /мин.

Хроматограмма представлена на фиг. 2.

Иэ фиг. 2 видно, что предлагаемый способ обеспечивает следующую последовательность элюирования компонентов смеси: 1 — воздух, 2— н-гептан, 3 — толуол, 4 — гептен, а также высокую селективность разд

3 11452 ления ароматического н непредельйого1 углеводородов.

Пример 3. Разделение смеси, содержащей н-углеводороды С - С, гептен, толуол, влажный воздух, осуществляют на хроматографе, снабженном колонкой, заполненной сорбентом в Cu Üîðìå, длина которой 0,65 м, внутренний диаметр 3 мм. Размер чаетиц сорбента 0,35-0,45 мм, тем- 1б пература колонки 150 С, расход газа-носителя (гелия) 25 см /мин, температура испарителя 150 С, ток о моста детектора 150 мА. ХроматограмТаблица

Сорбаты

22,5

93,6

Гептен-1

20,8

95,8

Гептен-3

2-Метилгексен-2

15,5 95,4

63,5

13 6

Гексеи-1

73,2

6,9

2,3-Диметилбутен-2

9,5

82,0

2,4-Гексадиен

Продолжение табл.2

13,9

13,5 н-Гептан

32,5

31,6

Толуол

53,3

54,9

Гептен

Относительная ошибка определе ния ЗЖ.

Нижний предел определяемых кон- центраций парафиновык углеводородов в смеси 0,05Х; ароматических углеводородов — 0,1X, олефиновых углаводородов — 1X, при использовании в качестве детектора катарометра.

Пример 6. На колонке. длиной

15 см, заполненной сульфокатионитом в Cu -форме, при температуре 175 С и на колонке длиной 40 см при темпераТаблица 2

Состав сме-. си ц-Гексан

14,6

14,2

Бензол

22,0

22 ° .6

62,2

63,8 ц-Гексен

Из данных табл. 1 видно> что кали- чие заместителей при двойной связи в молекулах олефинов приводит к уменьшению их обьемов удерживания.

Соединения с сопряженными связями удерживаются меньше, чем соединения, 40 содержащие отдельную двойную связь.

Пример 5. На хроматографе с колонкой, заполненной сульфокатионитом в Cu -форме, осуществляют разделение и определение количественно- 45 го .состава смесей, представленнъас в табл. 2.

Взято,Х Найдено,й

87 4 ма представлена на фиг. 3. Последовательность элюирования: 1 — воздух, 2 — н-гексан, 3 — н-гептан, 4 — н-октан, 5 — толуол, 6 — гептен, 7 — вода.

Пример 4. Проводят разделение олефинов, отличающихся числом, положением двойных связей в молекулах и геометрической структурой, при температуре колонки и испарителя

Ф

150 С, расходе газа-носители, 60 см /мии. Относительные времена удерживания соединений представлены в табл. 1.

98, 18

98, 18

98, 18

84, 16

84,!6

82,15

1145287 туре 150 С определяют параметры удериивания олефиновых и ароматичес4 ких углеводородов. Результаты представлены в табл. 3.

Таблица....3

1 !

Факторы селективности К t<, / . ему е1ом

Сорбаты

Ag - форма ч (прототип),, Сц -форма

4, 76

4,3

2,71

Гексен

Бензол

2,51

4,2

5,00 ц-Гексен

0,86

Толубл

2,0

2,18

2,1

0,79

2,30 ц-Гексен

Этилбенэ ол

0,98

0,35

0,9

Гексен

0,32

1,03

0,95

Этилбеизол ц-Гексен о Хсилол

0,23

0,84

0,8

0,88

0,21

0,8 ц-Гексен

0,60

Иезитилен

0,14

0,55

Гексен .

0,13

0,6

0,63

3,8

3,71

3,2

2,80

Я более высокую селективность разделения олефиновых и ароматических углег водородов; наблюдается существенно большее удерживание олефиновых углеТаким образом, предлагаемый способ разделения смеси предельных, ароматических и непредельных углеводородов обеспечивает значительно ц-Гексен

Вензол

Гексен

Толуол

Гекеен о-Ксилол

Иезитилен

Гептен

T oll

Октен

Этилбензол нри 175 С при 150 С

7 1145287 8 водородов по сравнению с аромати- олефиновых и ароматических углеводоческими углеводородами, имеющими то родов дает воэмошность использовать ше число атомов углерода в молекуле, для разделения смесей колонки неи по сравнению с ароматическими угле» большой длины. Кроме .того, большая водородами с большим числом атьмов g разница в удершивании парафиновых углерода в молекуле, чем в рассма- . и олейиновых углеводородов, ароматитриваемых олефиновых углеводородах. ческих и олеФиновых углеводородов обео

Это свидетельствует о более высокой печивает воэмошность концентрироселективности разделения оле@иновых вания микропримесей олефиновых, арон ароматических углеводородов в . 1ф. матических и парафиновых углеводоро предлагаемом способе (в 2-4 раза пре дов иэ воздуха . Сорбент, исвышает селективность разделения этой пользуемые в предлагаемом спо» . системы, достигаемой в прототипе)-. . собе, позволяет работать . в INeВысокая селективность предлагаемого,роком диапазоне температур (от 20 способа к разделению парасЬиновьк,,1 до 200 С). e д 1 2 3 4 5 /мин

Фиг. 2

4 t и

ЗНИИИ6 Зашаа 1164/33 Types 897 . Бвдшшсафе

Фивам 3Ю "Ввтева", г.7areyaa ° ya,éðààâòâì, 4