Хроматографический способ идентификации индивидуальных кислородсодержащих органических веществ внутри классов и класса углеводородов

 

C0Io3 С0еетскин

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИ

ИЗОБРЕТЕ Н И

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 5I0673 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 16.06,72 (21) 1805009 26-25 (51) М.Кл. 6 01N 31/08 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

Совета Министров СССР

flo делам иаобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано15.04.76. Бюллетень № 14 (53) УДК 543.544. (088,8) Дата опубликования описания (72) Авторы изобретешгя (71) Заявитель

М. И. Афанасьев, Б. П. Охотников, В, А. Ротин и Г. Г. Холостова

Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт комплексной автоматизации нефтяной и газовой промышленности (54) ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЙ СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ

ИНДИВИДУАЛЬНЫХ КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИХ

ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ВНУТРИ КЛАССОВ И КЛАССА

УГЛ ЕВОДОРОДОВ

Изобретение относится к газовому анализу.

Единого способа идентификации класса углеводородов в произвольных смесях и индивидуальных веществ внутри классов кислородсодержащих соединений до сих пор не существует.

Эта задача решалась последовательным или одновременным применением ряда определений и поэтому была трудоемкой и требовала значительного времени.

Целью изобретения является создание способа индентификации различных кислородсодержащих веществ внутри классов органических соединений и класса углеводородов по результатам хроматографического анализа.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу элюируемые из хроматографической колонки вещества, одно из которых известно, а также чистый газ-носитель (газ сравнения) с существенно меньшим молекулярным весом, чем у анализируемых веществ, подают в ",азовую ячейку типа «газовых весов» в середины двух вертикальных камер, смешивают попарно верхние и нижние потоки и направляют их в два независимых ионизационно-пламенных детектора, из двух хроматограмм определяют высоты пиков известного (стандартного) вещества и высоты пиков неизвестного

2 вещества и рассчитывают критерий идентификации.

Сущность способа поясняется чертежом.

Смесь анализируемых веществ, из которы.; по крайней мере одно известно, после их разделения в хроматографической колонке 1 попадает в газовую ячейку 2 типа «газовых весов», содержащую две вертикальные камеры 3 и 4, соединенные между собой по торцу в точ10 " - " 6.

Анализируемый поток и чистый газ-носитель (газ сравнения) поступают в середины вертикальны:; камер 3 и 4 газовой ячейки 2, соответственно. Э гн потоки смешиваются в точках 5 и б газовой ячейки 2 н подаются в два независимы.; ионизационно-пламенных детектора 7 и 8, сигналы которых раздельно записываются на ленте потснциометров.

Если молекулярный вес анализируемого

2п вещества превосходит молекулярный вес газа-носителя, то поток анализируемого вещества под действием поля тяжести направляется преимущественно в нижний полуканал камеры 3, а поток газа сравнения — в верхний

25 полуканал камеры 4. В этом случае хроматограммы, зарегистрированные ионизационнопламенными детекторами 7 и 8, равны.

Так как изменения величин потоков анализируемого вещества B верхнем и нижнем по3Q луканалах камер 3 н 4 связаны с разностью

510673 ст (3) 3

»lол lI.»; веСОв ЛМ

lèåé анализируемого вещества следующими зависимостями: 11=A!(Q! КЛМС) C=A!Q!C — КА!ЛМС, (!)

/12 = А2 ((,2+ КЛМС) С =АЯ2С+ КА2ЛМС, (2) где А! и А2 — чувстительности верхнего 7 и !!ижнего 8 ионизационно-пламенных детекторов, соответственно, зависящие от углеводородного числа анализируемого вещества; Q! и

Q2 потоки газа-носителя в верхнем и нижнем полуканалах рабочей камеры 3. К вЂ” коэффициент пропорциональности, зависящий от размеров рабочей камеры, температуры, давления и вязкости газа.

В общем случае чувствительности ионизационно-пламенных детекторов могут быть не одинаковы и сопротивления полуканалов газовых весов не равны. Введя поправочные коэффициенты y.l= — — и (1(д = — и решив сис1 (/(А2 q2 тему уравнений (1) и (2) для пиков двух веществ — известного (стандарта) и неизвестноО, получаем следу1ощий критерий идснт!(ф11 а 111111: (((Л ДХ 1 /(Х) 2 (((>1 1 q /(CT /(СТ)

1 1 2 1

Й >1(1. q /(.Т /(Х) (Ч >1 /(CT (CT )2

2 2 1

В формуле (3) надстрочпыс индексы «х» и

«ст» относятся к неизвестному веществу и стандарту соответственно.

Если молекулярный вес газа-носителя мал

IIo сравнению с молекулярным весом анализируемых веществ, то ЛМ примерно равно мо,!екулярному весу анализируемого вещества, и

А отношение — характеризует эффективное vr .Х(11 леводородное число молекулы.

Известно, что эффективное углеродное чис.!о органической молекулы равно сумме эффективных углеродных чисел отдельных ато:. ов углерода, входящих в молекулу органиче;кого вещества. Углеродное число атома углерода определяется характером его связей с (стероатомами. Н11пример, углеродное число

;(тома углерода в молекулах углеводорода близко к единице, атом углерода, связанный с кислородом в молекуле первичного спирта

;;меет углеродное число 0,4 — 0,5, а сильно

Окисленные атомы углерода, входящие в состав карбонильной и карбоксильной групп, имеют углеродные числа, близкие к ну.((lo.

З0

4 .)()1(РЕ1»т Ив!11>1С Ъ(1, 1ЕРОД!1Ы(Ч11СЛ а ДЛЯ МОЛСкул углеводородов примерно равны, так как и молекулярный вес и чувствительность ионизационно-пламенны.; детекторов растут пропорционально числу атомов углерода в молекуле углеводородов. Зффективные углеродныс числа молекул органических соединений, содержащих кислород, меньше углеродных чисел молекул углеводородов, так как кислород уменьшает чувствительность ионизационнопламенного детектора и одновременно увеличивают молекулярпый вес. В пределах одного гомологического ряда, например, ряда спиртов, углеродное число монотонно изменяется. Поэтому по cro величине можно однозначно идентифицировать само вещество внутри данного класса. /1,ля всех углеводородов критерий идентификации равен единице. По этой величине ипдентифицируется класс углеводородов в произвольной смеси.

В тех случаях, когда изменение вязкости выходящего из хроматографической колонки газа начинает влиять на работу «газовых весов» н соотношения (1) и (2) выполняются нестрого, идентификацию веществ можно проводить графически по зависимости ((1, и q: q /12 — !11) от (y /12 + h I )

Эта зависимость предварительно должна быть определена для выбранных условий опыта; температура «газовых весов», расходы газаносителя, газа сравнения, водорода и воздуха, Формула изобретения

Хроматографический способ идентификации индивидуальны.;. кислородсодержащих органических веществ внутри классов и класса углеводородов, оТ.ø÷àþùèéñÿ тем, что, с целью определения для различных кислородсодержащих веществ внутри классов и для класса углеводородов критериев идентификации, определяемых отношением чувствительности ионизациопно-пламенного детектора к разности молекулярных весов анализируемого вещества и газа-носителя, элюируемые из хроматографической колонки вещества, одно из которых известно, а также чистый газ-носитель, используемый в виде газа-сравнения с существенно меньшим молекулярным весом, чем у анализируемых веществ, подают в газовую ячейку типа «газовых весов» в середины двух вертикальны.; камер, смешивают попарно верхние и нижние потоки и направляют их в два независимых понизационно-пламенных детектора, из двух хроматограмм определяют высоты пиков известного стандартного вещества и высоты пиков неизвестного вещества и рассчитывают критерий идентификациии.

510673

Q., Составитель П. Жаркова

Текред Т. Лященко

Редактор И. Шубина корректор Л, Котова

МОТ, Загорский филиал

Заказ М 5!91 Изд. Ко 1314 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретешпй ii открытий

113035, Москва, М(-35, Раушская иаб., д. 4, 5