氣體中微量氨的快速色譜分析方法技術

本發明專利技術涉及一種氣體中微量氨的快速氣相色譜分析方法，主要解決現有氣相色譜技術存在的NO原料氣中氨含量低于1000ppm時氨的檢測困難問題，提出了一種微量氨的快速色譜分析方法。本發明專利技術通過依次采用以下步驟：(1)樣品氣通過真空泵導入采樣管線和樣品環。(2)載氣將樣品環中的氣體帶入色譜系統，通過預分離柱和分析柱使樣品氣中的氨與其它組分分離。(3)分離后的氨進入高靈敏熱導檢測器檢測，以外標法定量的技術方案較好地解決了該問題，可用于合成氣制乙二醇的工業生產中。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種，特別是氨含量低于O. 1%(即IOOOppm)的NO氣體中氨的快速色譜分析方法。
技術介紹
近年來，隨著石油資源的緊缺，合成氣經草酸酯制乙二醇工藝成為研究的熱點，被認為是非石油路線生產乙二醇技術的主要發展方向。合成氣經草酸酯制乙二醇工藝十分復雜，其主要反應原理是02、NO與甲醇反應生成亞硝酸甲酯，亞硝酸甲酯與CO發生偶聯反應，得到草酸二甲酯，再通過加氫和精制過程獲得聚酯級乙二醇產品。NO原料氣可由氨氧化工藝制備。原料氣中NO含量為10%左右，雜質組分包括N02、N204、HN03以及微量氨。當含有微量氨的NO氣體進入氧化酯化單元后，氨可與該單元氣相和液相中的硝酸發生反應，生成硝酸銨，即一種極易引起爆炸的強氧化性物質。據介紹，當NO氣中的氨超過IOOppm時，可能對乙二醇裝置的安全運行造成嚴重威脅，有引起爆炸的危險。因此對NO原料氣中的微量氨進行快速監測是十分必要的。氣體中微量氨的檢測方法常用方法為納氏試劑或靛酚藍分光光度法，主要用于空氣中氨的測定。方法檢測靈敏度較高，但樣氣中的氨需事先通入硫酸溶液進行吸收，操作繁瑣；且方法受樣品基體干擾嚴重，測試誤差大，因此不適合于含有大量NO的氣體中微量氨的檢測。專利CN 1257302A公開了酸性氣體中微量氨的氣相色譜分析系統，采用不銹鋼填充柱，固定相為經過堿改性的PEG 20M，但方法最低定量濃度為lOOOppm。CN 10172791A公開了一種微量氨氣氣體檢測管的研究,屬于半定量分析方法,僅能用于檢測環境空氣中氨的含量是否超標。《化學分析計量》2005年，第14卷，第6期，P12-14介紹了采用離子色譜法分析乙烯中微量氨的研究，方法檢測靈敏，結果受樣品基體干擾比較少，但測定前需要對樣品進行預處理，即用酸液吸收乙烯氣體中的氨，操作繁瑣、費時。綜上所述，目前在合成氣制乙二醇工業生產中急需一種能快速測定NO原料氣中氨含量低于O. 1% (即IOOOppm)的氨的分析方法。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是現有氣相色譜技術分析氨含量低于IOOOppm的NO原料氣體時存在的氨檢測困難問題，提出了一種微量氨的快速色譜分析方法。該方法具有檢測靈敏高的優點。為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案如下，以氨含量低于IOOOppm的NO氣體為分析物料，包括以下步驟(I)分析物料的樣品氣通過真空泵導入采樣連接管線和樣品定量環；(2)定量環中的樣品氣由載氣帶入色譜分離系統，使樣品氣中的氨與其它組分分離；(3)分離后的氨進入微型熱導檢測器檢測，以外標法定量。上述技術方案中，色譜分離系統由分析柱和預柱反吹部分組成。上述技術方案中，分析柱為多孔層開管毛細管柱，固定相為Porapark U。上述技術方案中，分析物料中氨的含量優選范圍為小于500ppm。上述技術方案中，分析物料中氨的含量更優選范圍為小于lOOppm。通常情況下采用氣相色譜和熱導檢測器(TCD)分析氣體中低于IOOOppm的微量氨是十分困難的。這是由于氨是一種活性組分，吸附性很強，極易與色譜系統表面的酸性中心發生作用，導致氨的色譜峰拖尾嚴重，影響檢測靈敏度；常規熱導檢測器由于池體積較大，靈敏度不高，也制約了色譜法對氣體中低含量氨的檢測。為解決現有氣相色譜方法在分析氨含量低于IOOOppm的NO樣品氣時存在的氨檢測困難問題，本專利技術方法采用了高效快速、檢測靈敏的微型氣相色譜分析技術。氨含量低于IOOOppm的NO氣體首先通過真空泵導入采樣連接管線和樣品定量環，對采樣內部氣路進行充分地置換。隨后，樣品環中的NO氣體隨載氣氦氣帶入由分析柱和預柱反吹組成的微型色譜分離系統，NO氣體中各組分在預分離柱上進行初步分離后，包括氨在內的氣體組分進入分析柱，進行進一步分離。分離后的氨再進入微型熱導檢測器檢測。本專利技術使用的分析柱為細內徑的多孔層開管毛細管，分離效率較高。所用熱導檢測器的池體積僅為240 μ L，檢測靈敏度是常規熱導檢測器的10倍，從而實現了色譜法對氣體中低含量氨的靈敏檢測。對于預柱中在氨之后流出的不需要分析的組分，則通過反吹系統將其從系統中排出，以縮短總的分析時間，并保護分析柱。本專利技術方法中，優 化后的色譜條件為柱溫120°C，恒溫；載氣為He，柱前壓25psi ；進樣體積1000毫秒(ms)，反吹時間10s。本專利技術氣體中微量氨的定量方法為外標法。本專利技術方法可用于NO氣體中IOOOppm以下的氨的測定，包括NO氣體中氨含量在500-100ppm范圍內的氨的檢測；對氨含量為200ppm的NO樣品進行五次重復測定，相對標準偏差小于2% ;方法最低檢測限約為50ppm，分析周期小于I分鐘，取得了較好的技術效果O本專利技術的氣相色譜分析方法也可用于其它氣體中含量低于IOOOppm的氨的檢測，所需色譜柱及色譜分離條件可根據樣氣的組成特點進行適當調整。附圖說明圖1為本專利技術實施例1含氨的NO標準氣的典型色譜圖。下面通過實施例對本專利技術作進一步的闡述，但本專利技術并不限于此。具體實施例方式本專利技術方法使用Infineon Micro 3000微型氣相色譜分析含NO的氣體中氨含量。樣品氣通過真空泵導入采樣管線和樣品定量環。隨后載氣將定量環中的氣體帶入色譜系統，通過預分離柱和分析柱使樣品氣中的氨與其它組分分離。分離后的氨進入高靈敏熱導檢測器進行檢測，外標法定量。實施例1采用本專利技術方法，對NO含量為10%、氨含量在O. 008% -O.1 %范圍內的標準氣體進行分析，由外標法計算氨的含量，典型色譜分析條件見表1，典型色譜圖見圖1，分析結果見表2。表I典型色譜分析條件本文檔來自技高網...

【技術保護點】
氣體中微量氨的快速色譜分析方法，以氨含量低于1000ppm的NO氣體為分析物料，包括以下步驟：(1)分析物料的樣品氣通過真空泵導入采樣連接管線和定量環；(2)樣品環中的樣品氣由載氣帶入氣相色譜分離系統，使樣品氣中的氨與其它組分分離；(3)分離后的氨進入微型熱導檢測器檢測，以外標法定量。

【技術特征摘要】
1.氣體中微量氨的快速色譜分析方法，以氨含量低于IOOOppm的NO氣體為分析物料，包括以下步驟(1)分析物料的樣品氣通過真空泵導入采樣連接管線和定量環；(2)樣品環中的樣品氣由載氣帶入氣相色譜分離系統，使樣品氣中的氨與其它組分分離；(3)分離后的氨進入微型熱導檢測器檢測，以外標法定量。2.按照權利要求1所述的氣體中微量氨的快速色譜分析方法，其特征在于氣相色譜分離...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張育紅，彭振磊，王川，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
類型：發明
國別省市：