Способ анализа газовых смесей

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН

4(sip G 01 N 30/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3612052/23-26 (22) 20.06.83 (46) 07.06.85. Бюл. У 21 (72) Е.Е. Мальцев, С.А. Сирота и А.A. Храмов (71) Днепропетровский отдел по раз-. работке контрольно-измерительной аппаратуры Всесоюзного научно-исследовательского института горноспасательного дела (53) 543.544.2 (088.8) (56) 1. Супина В. Насадочные колонки в газовой хроматографии. М., "Мнр", 1977, с. 62-63.

2. wendell М. Graven, Jonization by alphaparticles for detection of the qaseons components

in the efhluent from a plow reactor. — Anal. Chem., v. 31, В 7, 1959, р. 1197-1199.

„„SU„„1160300 А (54) (57) 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, saполненную активированными цеолитовыми молекулярными ситами, предварительно обработанную при 100280 С; и объемом в 2-50 раз мень

mw объема анализируемой пробы.

5 !

О !

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, пакомп разделение ее при комнатной температуре на хроматографической колонке, заполненной активированными цеолитовыми молекулярными ситами, и последующую количественную регистрацию разделенных компонентов газохроматографическнм методом P1).

Однако известным способом невозможно анализировать двуокись углерода из-за сильной сорбируе- мости на активированных цеолитовых молекулярных -ситах при комнатной температуре. . Применение для покомпонентного анализа неактивированных цеолитовых молекулярных сит приводит к тому, что на них не происходит раз-. 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 активнрованными цеолитовыми молекулярными ситами и последующую количественную регистрацию компонентов одним из известных методов L23.

Недостатком известного способа является сложность выполнения процесса анализа, обусловленная необходимостью проведения разделе-, ния в двух различных режимах: пары кислород — азот — при комнатной температуре, а остальных компонен- тов анализируемой газовой смеси — при программировании тем,пературы колонки до высоких значе",ний (400 С). Кроме, того, требуется длительное время для подготовки к проведению следующего анализа (охлаждение колонки до комнатной температуры), равное - 2 ч.

160300 г

Целью, изобретения является упрощение процесса., Поставленная цель достигается тем, 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 молекуляр". ными ситами, предварительно обработанную при 100-280 С, объемом в

2-50 раз меньшим объема анализируемой пробы.

При температурах стабилизации ниже 1ОООС и выше 280 С время удерживания CO на первой колонке нестабильно и при проведении серии хроматографическнх 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 смеси, соДержащей водород, кислород, азот, метан, окись и двуокись углерода, характеризуется высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ).

B таблице -приведены значения

ВЭТТ 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 полный покомпонентный анализ. Характер изменения данных по ВЭТТ для остальных газов аналогичен.

Как видно из таблицы., оптимальный объем дополнительной колонки в 2-50 раз меньше объема анализаруемой смеси.

Пример 1. Перед проведением хроматографического анализа дополнительную колонку, заполненную активированными цеолитовыми

О I молекулярными ситами, нагревают до

100 С, после чего ее пассивно охлаждают до комнатной температуры.

3 11

Нагрев и охлаждение дополнитепьной колонки производят непосредственно в макете хроматографа в токе газаносителя — аргона. Затем. в эту колонку в токе газа-носителя вводят отобранный объем газовой смеси, содержащей водород, кислород, азот, метан, окись и двуокись углерода.

В дополнительной колонке происходит предварительное разделение двуокиси углерода от остальных газов, при этом объем указанной колонки меньше вводимого объема анализируемой газовой смеси в 2 раза. Остальные газы выходят из дополнительной колонки неразделившимся ("общим"} пиком, и их покомпонентное разделение далее осуществляют на колонке с активированными цеолитовыми молекулярными ситами БаХ, длиной 1,5 м и внутренним диаметром

2 мм, Температура, при которой производят предварительное и.последующее разделение комнатная. Ввод анализируемой газовой смеси, разделение ее на дополнительной колонке, а затем на колонке, заполненной активированными цеолитовыми молекулярными ситами NaX> производят необходимое-количество раз, не отключая потока газа-носителя. Регистрацию двуокиси углерода осу. ществляют после выхода из дополнительной колонки, а регистра; цию остальных компонентов газовой смеси — после выхода иэ колонки, заполненной активированными цеолитовыми молекулярными ситами ЯаХ.

60300 4

Цеолитовые молекулярные сита эернением 0,2-0,25 мм перед загрузкой в обе колонки активируют при 320 С в течение 6 ч,.

Высота эквивалентной теоретической тарелки (ВЭТТ) составляет 1,5 мм (для диоксида углерода), время удерживания диоксида углерода 16 с..

Пример 2. Дополнительную колонку, заполненную активированными . молекулярными ситами, нагревают до

215О С. Объем дополнительной колонки в 30 раз меньше объема анализируемой смеси. Анализ проводят так, как описано в примере

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

46 с.

Пример 3» Дополнительную колонку, заполненную активированными молекулярными ситами, нагревают до

280 С. Объем дополнительной колонки в 50 раз меньше объема анализируемой смеси. Анализ проводят так, как описано в примере

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

64 с.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет разделять и анализировать газовые смеси в одном режиме без использования программирования Жмпературы колонки до высоких значений. Кроме того, используется широко доступный сорбент и

35 упрощается подготовка сорбента к анализу, что позволяет улучшать экс-. плуатационные качества хроматографических газоанализаторов.

1160300

Объем дополнительной колонки в и раз.меньше объема анализируемой смеси

ВЭТТ (для кислорода), мм

СО, не регистрируется после дополнительной колонки .

В 1

0,040

0,035

0,030

0,030

Невозможно изготовить

В 2

В 10

В 30

В 50

В 60 дополнительную колонку, так как ее длина становится сравнимой с диаметром

Составитель Т, Жукова

Редактор В. Иванова Техред Л,Коцюбняк

Корректор M. Демчик

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3766/41 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5