Хроматографический адсорбционный способ раздельного определения микроконцентраций метана, этана и более тяжелых углеводородов в газовых смесях, например, в воздухе

 

,¹ 84988

Класс 42/. 4,", 421, 4„., I C1 Р

ОПИСАНИЕ !ЗРБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Н. М. Туркельтауо

ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЙ АДСОРБЦИОННЫЙ СПОСОБ

РАЗДЕЛЬНОГО ОПРЕДЕЛ ЕНИЯ МИКРОКОНЦЕНТРАЦИ Й

МЕТАНА, 3ТАНА И БОЛЕЕ ТЯ)КЕЛЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ

В ГАЗОВЫХ СМЕСЯХ, НАПРИМЕР В ВОЗДУХЕ

Зд5111ле11о 1К и .рта 1!1-!8 l. ;i «1 3.5 1!1! 1; осте«11пку (I. C!

Известные способы «рс1мато1рирпческого адсороцпопног1 раздельного определения микроконцентрапий мстан11 и более тяжелы.. углеводородов в газовых смеся«, 1апрпмер, в возду«с. це обсспеч1ваюг необходимой точности проведения анализов, что затрудпяст О11редел(ние перспективности нефтеносных 11лошадей.

Описываемый спосоо раздельного определения, 11озволяющий устранить этот недостаток, заключается в том, что для Ilo, .ó IplIII5I «рОмотограммы используют грубку, запо.гненную активирован11ым углем (например, марки КАД), а для проявления «ромотограммы 11осле про11ускания через трубку исследуемой смеси продува1от через эту же трубкч чистый воздух при температуре 20 . Количественное содержание компонентов смеси после вымывания их из труоки возду«ом опреде,1Яют Обычными методами, например, путем сжигдпи я на ката 1 из втор с и последующего титрования.

На фиг. 1 изображен газоанализатор для осуществления предла-! аемого способа; на фиг. 2 — схема хода анализа.

Газоанализатор состоит из очистительной системы, выполненной в виде колонки 1 предварительного сожжения, представляющей собой трубку с впаянной в нее платиновой спиралью, змеевиковых барбатеров

2 и 3 и колонки 4 для очистки применяемого для анализа воздуха от .-орючих примесей и свободной СО и для отделения свободнои СО. из

_#_ (3 Ь88 анализируемой смеси. Зчеевиковые барбатеры 2 и 3 заполнены

40, о-ным раствором КОН и служат для поглощения свободной СО>, Распределительная система газоанялизаторя состоит из ртутного затвора (>; препятствующег0 перебросу щелочи из барбятеров при изме, i (. н и и I B B л е н и я IS приборе, г р О Й >! и и (), (. I I o I o, T(b lo K 0TQ p o i B H d, I H B Hруемый гяз распределяется на два !IBp ië. I(льных .потока, и четыреххо. (ового крана 7, регулирующего направление газового потока (срез правую и левую части прибора.

Лняг)и))(ческая система газоанализаторя состоит из двух частей, i)яботающих параллельно; каждая из этих частей имеет сжигательньц колонки 8 и 9, поглотительны. сосуды 10 и 11, регулирующие крапы 12 и 13, я тBK>I(e аспираторы 14 и 15 с уравнительными склянками

16 и 17. Кроме Ого, для обеих частей прибора имеются общие микробюрсткп 18 и 19, сливная склянка 20 и четырехходовой кран 21. Сжигятсльные к()лонкп 8 и 9 тяк >ке, кяк колонка (, предназначаются для

:(а Гя, и! и>)се«ОГО сожж(НН51 мl;I(. Водо!)Одов В япя,)изируе)((ой Оазе до

СО>. Поглотительные сосуды 10 и 11 в нижней части имеют змеевиковые устройства. Гяз подается в змееи(к в ни>кнюю его часть через капил.)ярноесопло. Верхняя часть погл(>гительного сосуда представляет собой

:(илиндричес«ий сосуд, имеющий два впаянных в него капилляра, соединенных с дном цилиндра стеклянными волосками, и отвод для выходя газа в аспиратор. Цилиндрический сосуд соединен со змеевиком через стояк, проходящий в центре змеевика. Поглотительный сосу служит для поглощения образовавшейся ()T сожжения у)леводородов

СО> раствором Ва(ОН)g и для оттитрования избьпка Ва(ОН) > раствором соляной кислоты. Всрхнис капилляры поглотительных сосу.(Ов кранами 22 и 23 соединены с яв(омятическичи оюретками, содержащими тптрованные растворы Вя (ОН) и НС1.

Р аз ч (. p bi KB I IH, I, IH poB <)ковь!. !To 0 op B3 1(oil(Bric>I ll pl l c) l> OKo >KHд«Ости капля имеет объем, равный 0,003 з!.)!. Стеклянные волоски препят(твуюг разбрызгиванию жидкости и уменьшают поверхностное натяжение капли. В каждый поглотительный сосуд 10 и 11 заливается раствор Bc((0H) и через змеевик пропускают анализируемый I B3. Благо(аря циркуляции жидкости по стояку и змеевику происходит весьма совершенное перечешиванпе и соприкосновение анализируемого газа е

:«идкостыо. Лспираторы 14 и 15, служащие для замера количества про)ущенцого газа, имеют два ртутных затвора, из которых один препятствует попаданию в прибор атмосферного воздуха, а другой позволяет

)однпмать жидкость в> аспираторе, не прерывая анализа. Заполнение асппраторя водой производят при помощи уравнительных склянок

16 и 17. Основное назначение уравнительных склянок — создание персllBäà давления I3 аспираторе и анализаторе.

Микробюретки IB и 19 автоматически заполняются растворами из

)япя Ill>lx скля)н)к чср(3 краны 24 и 25. Лвтоматизация з<п)олнения бюр(п)«производится благодаря рязрежснп)О, создаваемому грушей через четь)реххо:I())I()II кран 21. в верхнсп части бюретки. Бк>рстк(! 18 H !9 «!«,)и п(вя)о)ся «апиллярачп, входящими внутрь полых шаров, из которог() изоыток раствора стекает в сливную склянку 20. Сливная склян«я

20 кр>)нал)п 26 и 27 сосдине)>а с поглотитсльными сосудами 10 и 11. !

"рубка> доходящая до дна склянки, соединяет ее с микробюреткамн. я верхний Отвод — с четырехходовым краном 21. Назначение сливной с«.)янки — удаление из камер отработанного раствора. (стi )р(ххо.lo«oil Kj) я)l 21 (лу>KHT, I, )я соедин()illÿ oloреток с ятмосХо 8498 ферой и для создания разре>кения с помощью прикрепленной к нему резиновой груши. Для того, чтобы в бюретки не попадала СО> атмосферного воздуха, на пути от крана 21 к бюреткам установлен патрон . >() с твердым КОН.

U-образная трубка >9 при i.oìoøè крана 7 может быть соединена с любой из двух частеи прибор; !. Онл служит для адсорбции углеводородных газов из анализируемой газовой смеси и для 1!оследую(цег(> хромотографического вытеснения их в прибор Левая часть трубк(! имеет диаметр 10 з(л(и дт((>(у 200 !(,!(Правая часть выпо..шенл из капилляра,диаметром, 2 >1.!(. Левая часть трубки является раоочей частью и заполняется активированным углем марки 1САД в колич«ст(е 12,5,.

На входе и на выходе трубки >9 и >сютс51 трехходовые краны >О и >>, >loзвол)иошпе пропускать газ через трубку или минуя ««.

Ход анализа для раздельного опредсл«ния на мета(1, эглн Ii оолс. яжелые углеводороды схематически изображен нл фиг. 2. Глз IIOc.tc

:.>чистки от углекислоты и влаги разветвляет я на двл потока. Одна порция газа проходит через смсига)ельную колонку, гд«все угл(водороды с го Р 3 (ОT;I о У I . 1 (, K H c, I o T bi, 3 а те: 1 (10 1 o t(н и и Р а в;I 5! c l с 51

l«lMåpó, где поглощается вся có)iìûðllая углекислота и II(>còó!13(т и

3cIlllp3T0р и точно замеряется Оо)ьс.» газа. Вторая равная порция г;1»li проходит через трубку с сорбептом, где вс(углеводороды 3;!д(рживлются.

Всл(. д 33 Газом пропуска(".Гся c,) .ÎÉ чи(тый 11(>зд>ух, ко Горы и I 1!кж( равномерно разветвляется на двл потока. Один из !!их 1!ро)ходит ч«рез ту часть газоанализатора, в которой сжигались все углеводороды, и вымывает оставшиеся углеводоро п(ы«газы из реактивных склянок. При пропускании 200 см чистого сухого воздуха в этой Itic)1(Ilpli()0p3 !Ipo изводится титрование в токе воздуха. Полученный результат лает суммарное содержание углеводородов в анализируемой пр(>ос в вид(СОз>, т. е. произвсд«ние суммы углеводор(>дов на их ср«дне«угл«родное число. Второй поток проходит через сорбент в ко,шчес)в«400 с)! и вымывает из него весь метан, Количество метана, предварительно сожм енного на платине, определяется титрованием нл втором поглотительном сосуде. Вслед за этим как контрол!.ный Ollhll для определения отсутствия горючих, пропускается 500 с»(воздуха чсрез сороент. Ол«,(уюшл» порция cvxol o чистого 8034) хл I! и(>. t(t>1(TB(1500 («>(IIO )!toe) I lo вь(д>-!

31!«1 эт3 It. Аl(3;и!затОР т(! и cKoH«11) >, è PÎÂ3 I(, (то (!(Р вы« д!1;l 0 1 1 P« ((. . I(I(II 51 . !роизводятся параллельно, с.(едукици« --- посл«довлт(льil(>. В итог( (олного анализа определяется су)i)tap!!Oc содер>клипс уг,!(во:(ород(>в, метлн, этан и il0 разности более т5!»(«»1!.(е угг!«водороды.

Предмет из О бр(тс il и я .5ром(!!Ографически((лдсор<>ционный спосоо рлзд(л(,но(о г>!!р«д(л(ll1I5I микроконцентраций метана, этапа н оолее тяжелы. углеводородов

l3 газовых смесях, например в воздухе, Отл и ч и ю ш и и с я тем, чт.) .(ля получения хроматограммы используют труоку, заполненную лктпвированным углем (наприх!ер, марки КАД). для проявления хромлто:раммы после пропускания через трубку исследуемой смеси Ilðîëóâël(>I через эту труоку чистый сухой воздух прп температур» 20, количеств«»1ное же содержание компонентов смеси после вымывания Ilx пз трубк;! зоздухом определяют обычными мстодамп, например путем со»(ж(ни>1 н3 катализаторе и последующего титрования.