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上海斯邁歐分析儀器有限公司
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石油氣和天然氣中含硫化合物的分析
2022-4-6 閱讀(367)
摘要：通過分析不同硫化物氣態(tài)標(biāo)樣對 Agilent J&W DB-Sulfur SCD 色譜柱進行了評估。另外，還根據(jù) ASTM D5504 方法，采用配置 DB-Sulfur SCD 色譜柱的安捷倫惰性流路 GC/SCD對石油氣和天然氣中的含硫化合物進行了分析。該低流失、高惰性的色譜柱在分析反應(yīng)性含硫化合物時提供了良好的分離度和峰形。理想的結(jié)果證明配置了 DB-Sulfur SCD 色譜柱的惰性流路 GC/SCD 是分析含硫化合物的有力工具。
言：石油氣和天然氣在滿足全球能源需求方面扮演著舉足輕重的角色。監(jiān)測這些產(chǎn)品中的含硫化合物不僅有利于保護昂貴的催化劑、保證產(chǎn)品質(zhì)量，對保護環(huán)境及人類健康來說也其重要。氣態(tài)含硫化合物的分析非常困難，因為這些化合物具有性和反應(yīng)性，而且濃度差異很大。硫化學(xué)發(fā)光檢測器 (SCD) 是分析含硫化合物的設(shè)備，因為它的響應(yīng)是線性等摩爾響應(yīng)，并且不容易受烴類化合物的干擾。例如，ASTM 方法D5504 [1] 中采用了 SCD 來檢測汽油和天然氣中的含硫化合物，但是，為了避免 SCD 陶瓷的污染以及靈敏度的降低，SCD 需要使用低流失氣相色譜柱。此外，揮發(fā)性含硫化合物活性高，具有吸附性及金屬催化性。因此，為了確保結(jié)果的可靠性，分析含硫化合物時要求樣品通道(尤其是氣相色譜柱)呈惰性。
低流失、高惰性的 Agilent J&W DB-Sulfur SCD 氣相色譜柱是為分析含硫化合物而開發(fā)的，并且針對 GC/SCD 進行了優(yōu)化。本應(yīng)用簡報驗證了 DB-Sulfur SCD 色譜柱在采用安捷倫惰性流路GC/SCD 對石油氣和天然氣中的含硫化合物進行分析時的性能。
材料與方法實驗使用配有兩套帶雙等離子體燃燒頭的 Agilent 355 SCD 的Agilent 7890A 氣相色譜。GC/SCD 上配置有分流/不分流進樣口和揮發(fā)性物質(zhì)接口 (VI)。樣品引入系統(tǒng)由六通氣體樣品閥組成，該閥通過惰性 Agilent UltiMetal 管線與分流/不分流進樣口或 VI直接連接。使用輔助 EPC 控制的終端氣體混合系統(tǒng)制備低濃度樣品。本實驗所分析的含硫化合物見表 1。所有硫化物標(biāo)樣均購自北京AP BAIF 氣體工業(yè)公司。所有硫化物標(biāo)樣均在氮氣中混合，使用終端氣體混合系統(tǒng)改變其濃度。
氣相色譜條件 1色譜柱： Agilent J&W DB-Sulfur SCD,70 m × 0.53 mm, 4.3 µm(部件號 G3903-63003)管線： 脫活熔融石英，1 m × 0.18 mm(部件號 160-2615-1)兩通： 脫活 Ultimate 兩通接頭(部件號 G3182-60580)載氣： 氦氣，恒壓模式，8.6 psi進樣口： 惰性流路分流/不分流進樣口，240 °C，分流比 10:1襯管： 超高惰性襯管(部件號 5190-2295)柱溫箱： 35 °C 保持 2 min，以 10 °C/min 的速度從 35 °C 升至 80 °C，80 °C 保持 6 min，然后以 15 °C /min 的速度從 80 °C升至 220 °C，220 °C 保持 10 min樣品定量環(huán)： 1 mL檢測器： Agilent 355 SCDSCD 條件燃燒頭溫度： 800 °C燃燒頭真空度： 350 Torr反應(yīng)池真空度： 5 TorrH2： 40 mL/min空氣： 60 mL/min氣相色譜條件 2色譜柱： Agilent J&W DB-Sulfur SCD, 70 m × 0.53 mm, 4.3 µm(部件號 G3903-63003)載氣： 氦氣，恒壓模式，8.6 psi進樣口： 揮發(fā)性物質(zhì)進樣口接口，200 °C，分流比 4:1柱溫箱、樣品定量環(huán)以及 SCD 的條件同條件 1
結(jié)果與討論氣相色譜條件 1為了更好地分離 COS 和 SO2，使用了 1 m 的脫活熔融石英管作為限流器，將其與 70 m × 0.53 mm，4.3 µm DB-Sulfur SCD 氣相色譜柱相連。對適用于不同應(yīng)用的硫化物氣態(tài)標(biāo)樣進行了檢測，分析的初始溫度為 35 °C。與典型的 30 °C 或低于室溫的初始溫度相比，35 °C 時氣相色譜系統(tǒng)更穩(wěn)定，無需低溫冷卻，而且系統(tǒng)還適用于不同的實驗室條件。如圖 1 所示，色譜柱能夠很好地分離大部分 1# 和 2# 硫化物標(biāo)樣。尤其值得一提的是，硫化氫和羰基硫在室溫下獲得了離和保留。從 1# 和 2# 標(biāo)樣的疊加色譜圖可以看出，硫化氫和羰基硫在常規(guī) 60 m × 0.53 mm，4 µm 非性色譜柱上通常會共流出，但是在帶 1 m 脫活熔融石英管的 70 m DB-Sulfur SCD 色譜柱上能夠部分分離。通過分析一種由 1# 和 2# 硫化物標(biāo)樣的混合物外加一些常見含硫化合物組成的硫化物氣態(tài)混合物充分證實了這一點。
