能源化工生产中酸性气体组分检测方案(气相色谱仪)

SSL-CA22-260Excellence in Science Excellence in ScienceSYS-GC-014 岛津企业管理(中国)有限公司-分析中心Shimadzu (China) Co.， LTD.-Analytical Applications CenterTel：86(21)34193996Email： sshzyan@shimadzu.com.cnhttp：//www.shimadzu.com.cn 气相色谱法分析能源化工生产中的酸性气体组分 SYS-GC-014 摘要：本文采用岛津 GC-2014C 气相色谱仪建立了酸性气体组分分析的方法，对能源化工生产中常见酸性气体组分CO2、HzS、COS、SO和CS，等进行了分离，采用哈氏合金六通阀和管路，热导检测器检测，方法灵敏，检出限<0.02%，所有有分峰面积重复性良好， RSD < 1.2%，可用于石油化工、煤化工和天然气加工过程的酸性气分析。 石油、煤和天然气等能源普遍存在含量不等的硫元素，在炼制加工过程中会转化为硫化氢等有毒酸性气体，易燃、易爆且不能直接排放。随着我国大气排放标准越来越严格，：行业竞争更加激烈，传统直接焚烧排放的方式逐渐被淘汰，酸性气的处理和综合利用技术应用不断升级。酸性气目前可用于回收生产硫磺、制备硫酸、亚硫酸铵、NaHS 等产品。 气相色谱作为一种便捷的分析方法，在酸性气体的分析中已广泛应用，已代替传统化学滴定分析方法。在气相色谱检测器类型上从通用型的热导检测器，到选择性的火焰光度检测器、硫化学发光检测器等，从填充柱到毛细管柱，都有很多应用实例，适用于应对 测定不同含量不同基体的含酸性气体样品。但从使用的便捷性和成本角度考虑，填充柱和热导检测器通用性更强， 可满足从0.02%到95%以上质量分数的更大浓度范围酸性气体的测定，在能源化工企业生产工艺质量控制中仍有较大的优势。 本文利用岛津 GC-2014C 气相色谱仪，建立了分析CO2、HzS、COS、SO， 和 CS， 等能源化工生产中常见酸性气体组成的分析方法。该方法采用耐腐蚀哈氏合金六通阀气体进样，气体分析管路同为哈氏合金材质，热导检测器检测，方法灵敏度较高，重复性良好，可用于石油化工、煤化工和天然气加工过程的酸性气分析。 实验部分 1.1仪器 岛津GC-2014C 气相色谱仪 1.2测定原理 气体样品通过进样口管路与哈氏合金六通阀串联，使用阀切换进样。载气把定量环中的样品导入PQ和PN串联的填充色谱柱进行分离后被 TCD 检测。 1.3分析条件 柱箱升温程序：70℃(4.5 min)→10℃ /min →阀箱温度：70℃130C (9 min)色谱柱：进样口温度：150℃PQ 80/100 mesh 3.2×2.1mm×1.0m+TCD 温度：150℃ 120 mAPN 80/100 mesh 3.2×2.1mm×2.0m 样品前处理 2.1标准品的制备 由大连大特气体有限公司提供的标气，标气1组分浓度列于表1，氢气平衡。 标气2组成为 (mol/mol)：二氧化硫0.308%，氮气平衡。采用外标法制作标准曲线。 表1 标气1组分浓度 No. 中文名称 浓度%(mol/mol) 二氧化碳 1.01 2 硫化氢 0.307 3 羰基硫 0.309 4 二硫化碳 0.307 2.2样品制备 使用气袋或钢瓶采样后，打开阀门并与分析系统进样口连接，按程序进样分析。 结果与讨论 3.1标气的色谱图 按照1.2方法原理和1.3条件分析标准气体样品，样品导入后由1m PQ和2m PN串联的填充色谱柱分离，按 CO、HzS、COS、SO，和 CS，顺序流出并被 TCD检测，载气可以使用氢气或氦气。标准样品的色谱图如图1所示，各组分的保留时间列于表2中。 图1 酸性气体组分分析色谱图 表2 酸性气体各组分名称、CAS 号以及保留时间 No. 中文名称 英文名称 CAS 保留时间(min) 二氧化碳 Carbon dioxide 124-38-9 1.432 2 硫化氢 Hydrogen sulfide 7783-06-4 2.093 3 羰基硫 Carbonyl sulfide 463-58-1 2.950 4 二氧化硫 Sulfur dioxide 7446-09-5 9.242 5 二硫化碳 Carbon disulfide 75-15-0 12.457 3.2实验重复性和检出限 使用2.1标样连续进样3次，考察仪器的重复性。峰面积重复性结果列于表3中。根据标准品数据，计算气体组分的检出限(S/N=3)，如表3所示。 表3 气体组分的峰面积重复性 RSD%5(n=3)及检出限 NO. 中文名称 面积RSD% 检出限(%) 二氧化碳 0.13 0.009 2 硫化氢 0.82 0.015 3 羰基硫 0.33 0.008 4 二氧化硫 1.14 0.017 5 二硫化碳 0.63 0.008 结论 本文利用岛津 GC-2014C 气相色谱仪建立了酸性气体分析的方法，实现了对常见酸性气体组分 CO、HzS、COS、SO， 和 CS，的分离，采用热导检测器检测，方法灵敏，检出限≤0.02%，结果重复性良好， RSD <1.2%，可用于石油化工、煤化工和天然气加工过程中酸性气体定量分析。 岛津应用云 本文利用岛津GC-2014C气相色谱仪建立了酸性气体分析的方法，实现了对常见酸性气体组分CO2、H2S、COS、SO2和CS2的分离，采用热导检测器检测，方法灵敏，检出限＜0.02%，结果重复性良好，RSD＜1.2%，可用于石油化工、煤化工和天然气加工过程中酸性气体定量分析。