Способ газохроматографического анализа ароматических углеводородов

Способ газохроматографического анализа ароматических углеводородов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано в химической, нефтехимической, фармацевтической и других отраслях промышленности при анализе углеводородов методом газовой хроматографии. Цель изобретения - обеспечение количественного определения хроматографически неразделенных компонентов. Исходную анализируемую смесь хроматографируют на двухступенчатой хроматографической системе, в которой предварительное разделение проводят на короткой набивной форколонке, а выделенные для последующего анализа фракции разделяют затем на аналитической капиллярной колонке. На выходе капиллярной колонки осуществляют синхронную регистрацию компонентов на плазменно-ионизационном и ультрафиолетовом детекторах, причем разделение осуществляют (N-1) раз при определении N неразделенных компонентов в хроматографическом пике и длину волны ультрафиолетового детектора меняют (N-1) раз, обеспечивая наибольшее различие коэффициентов молярного погашения. Мольную долю каждого компонента рассчитывают по величине отношения площадей пиков, полученных на обоих детекторах, а определение концентрации неразделенных компонентов в исходной смеси осуществляют по формуле C = S<SP POS="POST">.</SP>N<SB POS="POST">I</SB><SP POS="POST">.</SP>100/(D<SP POS="POST">.</SP>K<SB POS="POST">I</SB><SP POS="POST">.</SP>1000)%, где S - площадь пика, полученного на плазменно-ионизационном детекторе

K<SB POS="POST">I</SB> - коэффициент чувствительности плазменно-ионизационного детектора для определяемого компонента

N<SB POS="POST">I</SB> - мольная доля определяемого компонента в совместном пике неразделеных компонентов

D - удельный вес образца. При необходимости перестройку длины волны ультрафиолетового детектора осуществляют в процессе хроматографирования. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) О А1 (Р1)g G 01 N 30/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

1пио 1, * :

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ",," ;,", .;

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ческих углеводородов методом газов вой хроматографии. (21) 44841 73/24-25 (22) ) 8.08.88 (46) 07.06.90, Бюл. и 2l (75.1 В.И.Горшков, Н.С.Долгопят и P.È.Êoðåøêîâà (53) 543.544 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1l 1112272, кл. С 0! N 30/00, 1984.

Патент Англии - 1164250, кл. G 01 Е 31/08, 1 969. (54). СПОСОБ ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО

АНАЛИЗА АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ (57) Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано в химической, нефтехимической, фармацевтической и других отраслях промьппленности при анализе углеводородов методом газовой хроматографии. Цель изобретения — обеспечение количественного определения хроматографически неразделенных компонентов. Исходную анализируемую смесь хроматографируют на двухступенчатой хроматографической системе, в которой предварительное разделение проводят на короткой набивной форколонke, а выделенные для последующего анализа фракции разделяют затем на аналитической капиллярной колонке. На

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано в химической, нефтехимической, Фармацевтической и других отраслях промьппленности при анализе аромативыходе капиллярной колонки осуществляют синхроннук регистрацию компонентов плаэмеино-нонизацпонном и ультрафиолетовом детекторах, причем разделение осуществляют (п-1) раэ при определении и неразделенных компонентов в хроматографическом пике и длину волны ультраФиолетового детектора меняют (n-1) раз, обеспечивая наибольшее различие коэффициентов малярного погашения. Молярную долю каждого компонента рассчитывают по величине отношения площадей пиков, полученных на обоих детекторах, а определение концентрации неразделенных компонентов в исходной смеси осуществляют по формуле С = S n, ° 1 00/(d k, 1 000)/, где S — площадь пика, полученного на плазменноионизационном детекторе (ПИД), k, — коэффициент чувствительности плаэменно-ионизационного детектора для определяемого компонента, и — молярная доля определяемого ком4 понента в совместном пике неразделеннык компонентов, d — удельньпЪ вес образца. При необходимости перестройку длины волны ультрафиолетового детектора осуществляют в процессе хроматографирования. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Цель изобретения — обеспечение количественного определения хромато1 569700 графически неразделенных компонентов.

На чертеже приведена схема двухступенчатой газохроматографической системы, на которой реализуется предлагаемый способ анализа ароматических углводородов.

Способ осуществляется следующим образом. 10

Исходную смесь в количестве 1—

100 мкл вводят в нагреваемую набивную газохроматографическую Фарколонку 1, в которую через коммутирующий кран 2 поступает газ-носитель. Улав-. ливание анализируемой Фракции производят по известным временам удерживания, измеренным на форкалонке при градуировке по контрольному плазменно-ионизационному детектору 3. В 20 качестве промежуточной ловушки 4 служит начальный охлаждаемый отрезок капиллярной колонки 5. Ввод пробы для анализа в капиллярную колонку 5 производят путем быстрого разогрева 25 ловушки 4. Определяемые компоненты на выходе капиллярной колонки 5 одновременно регистрируют на плазменно-ионизационном детекторе 7 и ультрафиолетовом детекторе (УФД) 6 (возможно как последовательное, так и параллельное их соединение). Давление в системе регулируют игольчатым вентилем 8. В зависимости от аналитических задач на ультрафиолетовом детекторе перестраивают длину волны регистрируемого света. В зависимости ат режима работы перестройку длины волны света производят до анализа или в ходе анализа для съемки щ0 отдельных участков хроматограмм и в момент прохождения хроматаграфического пика.

При определении и неразделенных компонентов в хроматографическом пике разделение смеси осуществляют (n-1) раз. Длину волны ультрафиолетового детектора сменяют также (n-1) раз, обеспечивая ° наибольшее различие коэффициентов, долю каждого компонента

S0 рассчитывают по величине отношения их площадей пиков, полученных на обоих детекторах, а определение концентрации неразделенных компонентов в исходной смеси осуществляют по формуле

S n, 100

d k; 1000 и составляется система уравнений

+ пз = 1, Z 254 П +

2„9 П, +

+ n э4 эт9

gg54 пЯ Ц 64 "31

s<9 п2 3(9 где S — площадь пика, полученного на плазменно-ионизационнам детекторе (ПИД), коэФфициент чувствительности

ПИД для определяемого компонента, п; — малярная доля определяемого компонента в совместном пике неразделенных компонентов, d — удельный вес образца.

Пример 1. Исходнук нефть в количестве 1 мкл вводят в нагреваемую до 1 50 С набивную газахроматаграфическут форкалонку 1 (длиной 30 см, внутренний диаметр 4 мм) с НФ SE-30, нанесенной на твердый носитель Хроматон AW

В форколанку через коммутируюший кран

2 поступает газ-носитель . Фракция . анализируемых компонентов с температурой кипения до 280 С выделяется по временам удерживания, определенным по эталонным смесям с помощью контрольного плазменно-ионизационного детектора 3. Анализируемая Фракция улавливается на промежуточной ловушке 4, ахлаждаемой до температуры жидкого азота.

Ввод фракции в капиллярную колонку 5 с НФ полипропиленгликоль-2025, осуществляют быстрое нагревание ловушки. В капиллярную колонку отбирают примерно 1/5 часть фракции. В конце отбора фракции поток в форколанке меняется на обратный при помощи крана 2 обратной продувки. Определяемые компоненты на выходе капиллярной колонки регистрируют параллельно на 1тИД и УФД.

В исследуемой нефти требуется определить содержание 1 — и 2-этилнафталинав (1-ЭН и 2-ЭН) и дифенила (ДФ), которые являются хроматографически неразделенными. Для определения этих трех компонентов, элюируемых совместно, проводится хроматографирование нефти дважды при двух длинах волн

УФД-254 и 319 нм, измеряется соотношение площадей пиков, ттолученных на

ПИД (Б) и УФД (D S4. и 13 э з ) ц П 254 ю D 319 Ь4- S (. з 9 б

С< он=1310 %

Пример 2. В исследуемой нефти требуется определить содержание

1,4-диэтилбензола (ЦБ), н-бутил бензола (БВ), 2,6- и 2,7-диметилнафта, линов (2,6- и 2,7-ДИН), ДБ и БВ являются хроматографически неразделенными. То же относится к паре компонентов 2,6 — 2,7 ЯЯ.

Проводится анализ аналогично примеру 1, но хроматографирование проводится один раз с перестройкой длины волны УФД с 275 нм (оптимальная область определения для пары ДБ и БВ) после окончания элюмирования этих компонентов на длину волны 325 мн

20 1 оптимальная область определения для пары 2,6- и 2,7-ДИф

1569700

l и 25,<, п

1<9 г

П 5< И п

919

1-ЭН L 2,1 — 2, 43, 2-3Н 2 = 2,84, 2, 6-ДИН

3р 2, 7-ДМН

1 2

0 1191

Dzzs.

Э

D szs

2 75

Г $25

35 П 1Э и В92 - площадь пиков, полученных, на УФД при

% = 275 и Я =325 соРезуль таты измерений исследуемой неф ти

184 мм — 0,253 для пары ДБ и БВ

178 мм

325= 328 = 0,543 для пары

45 2,6-gNP и 2,7-PYH.

S -100 и

k d ° 1000 где S — 415 мм площадь пика ПИД, 5р коэфФициент чувствительности

ПИД, 55 где пА, пьь

П 26 мн И

nz <, мн — молярные доли компонентов в неразделенном пике. где и<, и и n — молярные доли каждого ком3 понента (1-3Н, 2-.ЭН и ДФ) в совместном хроматографич ес ком пик е, соотношение S u D ggq. з соотношение Я и Dzgq

Я и Э <9для 2-3Н, п 25%H и 119 соотношение S и В254 ° S и Dg,9 для ДФ.

Результаты измерений эталонных растворов

ДФ (2 = 1 6, 3; < . ь<э = 8,47 10 — 61,4 l О

3,15 10

Результаты измерений исследуемой нефти

=оз зз ° <, 251 415 мм 2

71 мм О

<- <9 $ 415 мм

Получена система уравнений и<+и +и =1)

243n, + 2,84 и + 16,3n = 3,33, 8,47 10 n + 61,4 ° 10 n +

-2 г.

+ 3,15 ° 10 п з = 0,170

Решение системы п 1 = О, 77; п z — О, 16 п > = О, 06. Отсюда вычисляется содержание каждого компонента (%) к исходной нефти по Формуле

295 мм /r л для 1- и 2-ЭН

k = 298 мм /г л для ДФ

d = 0,85 r/ìë — удельный вес неФти.

Вычисленные концентрации 1-ЭН, 2-ЭН и ДФ в нефти:

Результаты измерений эталонных растворов

ДБ gzz5 = О 502;

БВ Ц 27 = 0,024;

Получены две системы уравнений с п*б + п5в — 1>

0,502пд + 0,024 n<5s >

1,19п 26 д,<н + 0,119п z,z äMH- 0,543, 1 569700

Решение системы ДБ = 0,48, БВ =

= 0,52, 2; 6-ДМН = 0,39, 2,7-ДУН вЂ” 0,61.

Содержание каждого компонента в нефти вычисляется по следующей Формуле, %:

S 100 п

k d ° 1000

d = 0,85 г/мм — удельный вес нефти;

1,2 10 %;

1,3 10 %, 51 10 %

8,0 10 %, г,б -ДИ14

Сгд AMli=

Предлагаемый способ анализа дает возможность анализировать неразделенные компоненты, что не обеспечивается известными способами, перестройка длины волны — выбрать наиболее специфические области поглощения света, где спектральные характеристики неразделенных компонентов различаются максимально, что повы шает надежность анализа. Перестройка длины волны в ходе хроматографирования, после выхода совместного пика неразделенных компонентов перед следующим совместным пиком повышает экспрессность анализа. Отпадает необходимость повторного хроматографирования, так как все анализируемые компоненты определяются в одном цикле хроматографирования. где S = 725 мм — площадь пика ПИЦ для пары ДБ и БВ;

S = 328 ммг- — площадь пика для пары 2,6-gNH и 2,7-PPH

k — коэффициент чувствительности

ПИД, 343 л для ДБ и БВ; г г

k = 295 л для 2,6-ДМН и

2, 7-ДМН;

Время анализа и его трудоемкость сокращаются в два раза.

Ф о рм ул а и з о б р е т е н и я

1 . Способ гаэохроматографического анализа ароматических углеводородов, включающий газохроматографич еское разделение компонентов на набивной

Форколонке и на капиллярной колонке с последующей синхронной регистрацией компонентов из плаэменно-ионизационном и ультрафиолетовом детекторах, отличающийся тем,что, с целью обеспечения количественного определения хроматографически неразделенных компонентов, разделение углеводородов осуществляют п-1 раз при определении п неразделенных компонентов в хроматографическом пике, длину волны ультрафиолетового детектора меняют п-1 раз, обеспечивая наибольшее различие коэффициентов мо25 лярного погашения, рассчитывают молярную долю каждого компонента по величине отношения площадей пиков, полученных на обоих детекторах, а определение концентрации неразделенных компонентов в исходной смеси осуществляют по формуле

5 и-100

4 kj 1000 .где S — площадь пика, полученного на

35 плазменно-ионизационном детекторе; — коэффициент чувствительно-! сти плазменно-ионизационного детектора для определяемого

40 компонента п — молярная доля определяемого

< компонента в совместном лике неразделенных компонентов, d — удельный вес образца, 2. Способ по п.1, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью повышенйя экспрессности, йзменение длины волны уль трафиолетового детектора осуществляют в процессе хроматогра50 Фирования.

1569700

Составитель В. Толстых

Техред П.Сердюкова Корректор И.Муска

Редактор И. Шулла

Заказ 1443 Тираж 497 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101