丙烯中烃类杂质及CO-CO2分析

丙烯中烃类杂质及CO\CO2分析

摘要:采用一台色谱仪、两个氢火焰检定器、一个甲烷转化炉、一次进样同时测定聚合级丙烯中的烃类杂质及微量CO、CO2。

关键词:气相色谱;丙烯;烃类杂质;CO；CO2

Propylene hydrocarbon impurities and CO ，CO2 analysis

Liu minYan jie

Abstract: Using a chromatograph two hydrogen flame test device, a methane reformer, a single injection for simultaneous determination of polymer-grade propylene in the hydrocarbon impurities and trace CO, CO2.

Keywords:GC;Propylene;Hydrocarbon impurities;CO;CO2

丙烯经聚合形成聚丙烯。聚丙烯材料是国民经济发展中的重要基础原材料。丙烯质量高低直接影响着聚丙烯产品的性能。丙烯中的烃类杂质直接影响着聚合用催化剂的反应活性；

CO和CO2的含量过高会导致催化剂中毒,影响产品质量。因此,快速、准确测定聚合级丙烯中的烃类杂质、微量CO、CO2含量对工艺生产十分重要。

本文采用采用“两阀、双柱法”，通过一次进样，同时分析丙烯中微量烃类、微量CO、CO2杂质，为工艺生产提供高效、准确的分析数据，为工艺生产提供有力的分析数据保障。通过这种方法不仅可以缩短分析时间，而且可以大大节省人力、物力。这项技术对于工艺稳定生产具有很好的指导意义。

一、试验部分

1、仪器与试剂

美国PE Clarus 500气相色谱仪; TotalChrom 色谱工作站软件;弹性石英毛细管柱（30m×0.53mm）Alumina PLOT;不锈钢填充柱6.5m Resin；甲烷转化炉；FID检测器。标准气购于北京华元气体有限公司。

2、测定原理

通道A：包含一个气体采样阀、一个分流毛细柱进样口、一个色谱柱和一个FID检测器。通过转阀1使样品注射到色谱柱中，在色谱毛细柱中将微量烃类杂质分离出来。

通道B：包含阀2、柱2、一个甲烷转化炉和一个FID检测器。通过转动阀2将1mL样品环中的气体注射到系统中。系统将保持这种状态直到所有待分析组分从柱中流出，流出的组分为一氧化碳、甲烷、二氧化碳。

二、实验条件选择

1、色谱柱的选择

传统方法是采用2根色谱柱(1根气-固吸附色谱柱和1根气-液分配色谱柱)分别进样,达到分离烷烃、烯烃、炔烃的目的。这种分析方法操作繁琐,分离效果较差,丙烯拖尾严重,且分析时间长。为了更快、更准确地监控丙烯的质量,及时为工艺生产提供可靠的分析数据,我们采用了PLOT(多孔层空心柱) Al2O3毛细管柱替代原来的两根填充柱分析聚合级丙烯的烃类杂质。

2、载气及流速的选择

由于氦气比氮气性质稳定，且摩尔质量较小，可减小传质阻力，提高柱效。本实验选择氦气为载气。

载气流速大小影响各组分的分离,本方法A通道应保证丙烯中的烃类组分能较好的分离，因此流速当流速为1.0mL/min～10.0mL/min时进行试验，随着流速的增加，各色谱峰的分离效率不断提高，分析时间不断缩短。

B通道在保证CO、CH4和CO2完全分离的条件下,载气流速可当提高,以保证得到较好的色谱峰。

3、柱温的选择

柱温的选择应考虑色谱柱最高使用温度。但从分离角度考虑, 宜采用较低的柱温,而从微分析定量方面考虑,希望在各组分分离的前提下得到尖锐的峰,就必须适当提高柱温。

4、进样量的选择

对于A通道，改变进样量，通过调节分流比来实现。选择进样量为1mL，分流比依次为10∶1、30∶1、50∶1、70：1、90∶1。分流比≤30∶1时，色谱柱过载，色谱峰变宽，发生拖尾现象，柱效下降，使检测结果失真；分流比≥70∶1，进样量太小，由于检测灵敏度限制，低含量组分检测不出。故在保证进样准确性

的前提下，采用进样量为1mL，分流比为50∶1。

三、结论

1、定性

通常,丙烯中烃类杂质组分并不太复杂(一般不超过20个组分)，故试验中采用已知物直接对照法来定性。

3、结论

采用一台两阀、两柱气相色谱仪分析丙烯中微量烃类、微量CO和CO2，一次进样完成分析。不仅烃类杂质都能达到基线分离，而且分析检测限低、分析时间短、分析结果准确。利用阀切换和反吹技术大大缩短了CO和CO2的分析时间，提高了分析效率。本方法准确度和精密度较高，能够及时、准确地报出数据，能更好地指导聚丙烯工业生产。

参考文献

1、大学化学系《仪器分析》编写组编.仪器分析[M].北京:人民教育出版社,1978.511

2、卢佩章,戴朝政编著.色谱理论基础[M].北京:科学出版社,1989.13

3、中国科学院大连化学物理研究所编著.气相色谱法[M].北京:科学出版社,1973.9

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。