Способ равночувствительного детектирования углеводородов в газовой хроматографии

Способ равночувствительного детектирования углеводородов в газовой хроматографии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к методам и средствам хроматографического контроля состава многокомпонентных смесей . Цель - увеличение чувствительности хроматографического анализа смесей за счет применения пламенноионизационного способа детектирова ния углеводородов при равночувстви тельном детектировании. Операции, обеспечивающие диффузию газов перед подачей в газовый детектор, повторяют дважды. 1 ил., 1 табл. W С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИА ЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

aD 4 G 01 N 30/02 Рл,Г, . i

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) СПОСОБ РАВНОЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ДЕТЕКТИРОВАНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ В ГАЗОВОЙ

ХРОМАТОГРАФИИ (57) Изобретение относится к методам и средствам хроматографического контроля состава многокомпонентных смесей. Цель — увеличение чувствительности хроматографического анализа смесей за счет применения пламенноионизационного способа детектирова ния углеводородов при равночувствительном детектировании. Операции, обеспечивающие диффузию газов перед подачей в газовый детектор, повторя-. ют дважды. 1 ил., 1 табл.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4155914/23-25 (22) 05.12.86 (46) 15.06.88. Бюл. У 22 (71) Азербайджанский институт нефти и химии им. М. Азизбекова и Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт хроматографии (72) Н. Г. Фарзане, Л. В. Илясов, Ю. Г. Габриелянц, В. Н. Хохлов и П. А. Мороз (53) 543.544(088.8) (56} Фарзане Н. Г., Илясов Л. В. Автоматические детекторы газов. M.:

Энергия, 1972, с. 96-100.

Фарзане Н. Г. и др. Автоматические детекторы газов и жидкостей. М.:

Энергоатомиздат, 1983, с. 60-61.

„„SU„„1402929 А1

1402929

Изобретение относится к аналитиче скому приборостро ению, а именно к методам и средствам хроматографического контроля состава многокомпо5 нентных смесей.

Целью изобретения является увеличение чувствительности хроматографического анализа смесей за счет применения пламенно-ионизационного спо- 1р роба детектирования углеводородов

t ри равночувствительном детектировании.

На чертеже приведена схема, поясняющая способ детектирования, где 15 йоказаны хроматографическая колонка первая мембранно-диффузионная ячейка 2, первая пористая перегородка 3 (мембрана), вторая мембраннодиффузионпая ячейка 4, вторая пори- 2р стая перегородка 5, пламенно-ионизационнын детектор 6.

Поток газа-носителя, выходящий из хроматографической колонки, поступает в одну проточную камеру мембранно- 25 диффузионной ячейки 2, в другую каМеру которой поступает второй вспомогательный поток. газа-носителя, Которым продиффундировавшие через

1ористую мембрану 3 анализируемые компоненты смеси транспортируются о вторую мембранно-диффузионную чейку 4, компоненты, продиффундировавшие через вторую пористую мембра ну 5, подаются вторым вспомогатель35 ным потоком газа в пламенно-иониза-ционный детектор 6.

Математически способ детектирования описывается следующим образом.

Сигнал пламенно-ионизационного детектора AU при детектировании углеводородов, не содержащих кислород или галогены, описывается следующим выражением:

hU К по где К вЂ” постоянный коэффициент пре1 образования детектора; и — число атомов углерода (углеродное число) в одной моле50 куле вещества; объемная концентрация детектируемого вещества в потоке газа-носителя.

Известно, что для углеводородов с

55 молекулярной массой более 100 углеродное число с достаточной точностью пропорционяльно молекулярной массе вещества, т. е. и = K M. Тогда выра2 жение (1) можно представить в виде

hU = К,К,Мм (2) где М вЂ” молекулярная масса детектируемого вещества, Объемная концентрация вещества, продиффундировавшего через пористую перегородку, описывается следующим выражением: (3) М, = K3D0L где К вЂ” постоянный коэффициент;

D — коэффициент диффузии в пористой среде;

Ы, — объемная концентрация вещества в потоке газа до диффузии.

Принимая для простоты, что мембраны 3 и 5 идентичны, из выражения (3) объемная концентрация вещества после диффузии через вторую мембрану равна (4) При условии кнудсеновской диффузии в пористых перегородках коэффициент диффузии D описывается следующим выражением: (5) где К вЂ” постоянный коэффициент;

Т вЂ” абсолютная температура,:

М вЂ” молекулярная масса.

Из выражений (4) и (5) получим (6) = К gÒ/М где К вЂ” постоянный коэффициент.

Подстановкой (6) в (2) получаем математическую модель предлагаемого способа детектирования Л = КТо из которого видно, что сигнал детек тора не зависит от физико-химических свойств детектируемых компонентов.

Таким образом, способ детектирования является равночувствительнья, а чувствительность определяется чувствительностью пламенно-ионизационного способа детектирования, коэффициента1 129

Наименование ком- Значение объемной кон- Погрешность понентов смеси центрации, об.% анализа ействитель- измеренное ное

3,5

36,1

37,4

Гептан

2,7

33 7

32,8

Октан

1,4

30,2

29,8

Нонан

38 5

37,4

1-Гептен

1,5

32,5

33,ь

1-Ок тен

29,0

29,6

1-Нонен ми передач мембранно-диффузионн..;.. ячеек и температурой анализа.

Экспериментальная проверка способа детектирования осуществлена на лабораторном хроматографе. В опытах при5 менены хроматографическая колонка 1 длиной 1,5 м и диаметром 3 мм, наполненная полихромом с 20% дионилфталата, две идентичные мембранно-диффузионные ячейки 2 и 4 с объемом каждой камеры 200 мм, мембраны 3 и 5 из по3 ристой керамики с максимальным размером пор 0,66 мкм, толщиной 1 мм и размерами.10х20 мм. При указанных размерах пор и атмосферном давлении обеспечена диффузия, близкая к кнудсеновской. В качестве газов-носителей использован водород с равными объемными расходами всех потоков

1,5 л/ч. Хроматографический анализ произведен при 160 С.

Результаты хроматографического анализа смесей углеводородов приве1 дены в таблице. 25

Как следует из приведенных данных, предлагаемый способ детектирования позволяет с достаточной точностью (погрешность не более «+5%).осуществлять равночувствительное детектироваяие в хроматографическом анализе углеводородов. Полученная погрешность не превышает основной допустимой погрешности стандартных пламенно-ионизационных детекторов.

В результате сравнительных испытаний с прототипом установлено, что чувствительность анализа по предлагаемому способу примерно в 1000 раз

29

4 превосходит чувствительность по способу-прототипу. При температуре мембранно-диффузионных ячеек 160 С чувствительность по предлагаемому способу только примерно в 10 раз меньше, чем чувствительность пламенно-ионизационного детектора, однако детектирование по способу обеспечивает равп ю чувствительность ко всем анализируемым компонентам.

Формула изобретения

Способ равночувствительного детектирования углеводородов в газовой хроматографии, состоящий в подаче потока анализируемого газа, выходя-. щего иэ хроматографической колонки, к одной поверхности пористой перегородки, подаче вспомогательного газа к другой ее поверхности и детектировании продиффундировавшего через перегородку вещества во вспомогательномгазе, отличающийся тем, что, с целью повышения чувстви1 тельности, поток вспомогательного газа после контакта с пористой перегородкой подают к поверхности второй пористой перегородки, к другой поверхности которой подают второй поток вспомогательного газа, с помощью которого продиффундировавшие через вторую перегородку вещества транСпортруют в пламенно-ионизационный детектор, причем детектирование осущест вляют при условии кнудсеновской диффузии в первой и второй пористых перегородках.

1402929 6 — Продолжение таблицы

of ðåþHoñòü анализа

Наименование компонентов смеси начение объемной концентрации, об.Х ействительзмереиное ное

1-Гептен

Октан

38,2

37,8

30,9

3 5

32,0

30,7

1-Нонан

30,2

П р и м е ч а н и е. Значение объемной концентрации рассчитано без поправочных коэффициентов по формуле Ы;

H — где H; — площадь пика i-ro компонента.

Второи 8момор. щ-

Составитель И. Погонин

Редактор И. Рыбченко Техред М.дидык Корректор И. Патай

Заказ 2851/34

Тираж 847

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4