前言
本標準代替 GB/T 8984.1-1997《氣體中微量一氧化碳、二氧化碳和碳氫化物的測定 第1 部分:氣體中一氧化碳、二氧化碳和甲烷的測定 氣相色譜法》、GB/T 8984.2-1997《氣體中微量一氧化碳、二氧化碳和碳氫化物的測定 第2 部分:氣體中一氧化碳、二氧化碳和碳氫化物總量的測定 氣相色法》、GB/T 8984.3-1997《氣體中微量一氧化碳、二氧化碳和碳氫化物的測定 第3 部分:氣體中總烴的測定 火焰離子化法》。
本標準與GB/T 8984.1—1997、GB/T 8984.2—1997 和GB/T 8984.3—1997 比較,主要差異如下:
——本標準為將GB/T 8984.1、GB/T 8984.2 和GB/T 8984.3 三個部分合并而成;
——增加了儀器檢測限的確認(本標準的7.3);
——增加了典型應用實例(本標準的附錄A)。
本標準的附錄A 為資料性附錄。
本標準由*提出。
本標準分由全國氣體標準化技術委員會歸口。
本標準起草單位:西南化工研究設計院。
本標準主要起草人:何道善、陳雅麗、代高立、張軍。
本標準所代替標準的歷次版本發布情況為:
——GB/T 8984—1988、GB/T 8984.1—1997;
——GB/T 8985—1988、GB/T 8984.2—1997;
——GB/T 14606—1993、GB/T 8984.3—1997。
氣體中一氧化碳、二氧化碳和碳氫化合物的測定
氣相色譜法
1 范圍
本標準規定了氣體中一氧化碳、二氧化碳和碳氫化合物的氣相色譜測定方法。
本標準適用于氫、氧、氮、氦、氖、氬、氪和氙等氣體中一氧化碳、二氧化碳和甲烷組分的分項測定,一氧化碳、二氧化碳和碳氫化物總量(總碳)的測定和總烴的測定。
2 規范性引用文件
下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用于本標準,然而,鼓勵根據本標準達成協議的各方研究是否可使用這些文件的版本。凡是不注日期的引用文件,其版本適用于本標準。
GB/T 3723 工業用化學產品采樣安全通則(GB/T 3723—1999,idt ISO 3165:1976)
GB/T 6680 液體化工產品采樣通則
GB/T 6681 氣體化工產品采樣通則
3 方法提要
采用氣相色譜法測定氣體中微量的一氧化碳、二氧化碳和碳氫化物。
樣品氣中一氧化碳、二氧化碳和碳氫化物經甲烷化轉化器轉化為甲烷,用氫火焰離子化檢測器(FID)進行測定。轉化反應如下:
注:CmHn 為飽和烴或不飽和烴。
當分項測定一氧化碳、二氧化碳、甲烷時,試樣進樣后先經色譜柱分離,再進入甲
烷化轉化器轉化;當測定一氧化碳、二氧化碳和碳氫化物總量時,樣品進樣后先經甲烷
化轉化器轉化,再進入色譜柱分離;當測定總烴時,樣品不轉化也不分離。
4 材料、設備
載氣:氮、氬、氫、氧、空氣等均可用作載氣。通常,選擇的載氣與試樣主組分相同,
例如測定氫中雜質時可用氫作載氣。載氣與主組分也可以不同,但試樣主組分不應產生
大的干擾信號。載氣中待測定組分含量應比試樣中該組分的含量低約一個數量級,否則
應對載氣進行純化處理。
燃氣:高純氫。
轉化氣:高純氫。
助燃氣:空氣(壓縮空氣),經分子篩干燥。
標準樣品:補充氣應與待測樣品主組分相同。目的組分含量與待測試樣相近,通常為
1×10-6~5×10-6(摩爾分數)。
純化器:當載氣不符合要求時,應使用純化器以脫除其中的一氧化碳、二氧化碳和碳
氫化物。
5 儀器
5.1 儀器描述
采用配有火焰離子化檢測器和甲烷化轉化器的氣相色譜儀。檢測限:0.05×10-6。各
典型應用的色譜流程參見附錄A。
5.2 色譜柱
柱 1:長約40cm,內徑約2mm,內裝粒度為0.4mm~0.25mm 的TDX-01 碳分子篩,
或其他等效的色譜柱。該柱用于一氧化碳、二氧化碳、甲烷的分項測定和總碳的測定。
柱 2:不分離柱,長約1m,內徑約2mm,內裝粒度為0.2mm~0.25 mm 的6201 紅色
載體,或硅烷化玻璃微球載體,或其他等效柱。該柱用于總烴的測定。
5.3 甲烷化轉化柱
采用長 20cm~30cm,內徑約3mm,內裝粒度為0.4mm~0.25mm 的鎳催化劑的不銹
鋼柱。轉化溫度:350℃~380℃。轉化率應不低于95%。測定總烴時,不使用該轉化柱。
5.4 取樣閥
氣體取樣閥,定量管容積通常為 3mL~5mL。
6 采樣
采樣中的安全事項應符合 GB/T 3723 規定。
氣態樣品的采樣原則及一般規定應符合 GB/T 6681 規定。
壓縮氣體應使用針形閥減壓后經采樣管直接送入色譜儀。
液化氣體的采樣應符合 GB/T 6680 中的規定,將所采樣品汽化后經采樣管直接送入
色譜儀。
管道輸送氣體在采樣點采取試樣,經采樣器或采樣管將試樣送入色譜儀。
常壓或負壓樣品采用抽吸器將樣品直接送入色譜儀。
7 測定步驟
7.1 準備:按儀器使用說明書開啟儀器,設定儀器各按項操作參數至儀器基線穩定正常。
典型應用操作參數參見附錄A。
7.2 標定:將標準樣品經采樣管與儀器連接。開啟試樣充分吹掃取樣系統直至取得代表樣
后,轉動取樣閥,向儀器進樣。測量儀器響應值(峰面積或峰高)。重復進樣至少2 次,
直至響應值偏差小于5%時取其平均值( ) s s A 或h 。
7.3 按下述步驟確認儀器檢測限應符合本標準要求:
a) 在標定條件下,測量儀器噪音 N。
b) 按式(1)計算儀器對一氧化碳、二氧化碳和碳氫化合物的檢測限:
……………………………………(1)
式中:
Di —— 組分i 的檢測限(體積分數),10-6;
N —— 標定條件下儀器噪音,單位為毫米(mm);
φj —— 標準樣品中組分i 的含量(體積分數),10-6;
hj —— 標定條件下標準樣品中組分i 的響應值,單位為毫米(mm)。
7.4 測定:在與標定*相同的條件下進行。將樣品氣經取樣管與儀器連接。開啟試樣充
分吹掃取樣系統直至取得代表樣后,轉動取樣閥,向儀器進樣。測量儀器響應值(峰面
積或峰高)。重復進樣至少2 次,直至響應值相對偏差小于5%時取其平均值( ) i i A 或h 。
8 結果表示
8.1 組分含量按式(2)計算:
………………………………(2)
式中:
φi——樣品氣中組分i 的含量,10-6;
φs——標準樣品中組分i 的含量,10-6;
A i(或hi )——樣品中組分i 的響應平均值[峰面積,單位為平方毫米(mm2)或峰高,單位為毫米(mm)];
A s(或hs) ——標準樣品中組分i 的響應平均值[峰面積,單位為平方毫米(mm2)或峰高,單位為毫米(mm)]。
8.2 以兩次平行測定結果的算術平均值作為zui終分析結果。兩次測定值相對偏差不大于±10%。
9 報告
報告至少應包括下列內容:
——有關樣品的全部信息,例如樣品的名稱、編號、采樣點、采樣日期和時間等;
——分析結果:以體積分數表示的各測定組分在試樣中的含量;
——分析日期;
——分析員姓名和審核者姓名;
——測定條件及測定時觀察到的異常及說明;
——不包括在本標準中的其他操作及其說明;
——執行本方法標準代號等。
附錄A
典型應用實例
(資料性附錄)
A.1 氮中一氧化碳、二氧化碳和甲烷的測定
A.1.1 色譜流程示意圖參見圖A.1。
1—氫氣鋼瓶; 6—穩壓閥; 11-TDX-01 色譜柱;
2—載氣鋼瓶(氬或氮) 7—流量計; 12—13X 分子篩色譜柱;
3—空氣鋼瓶; 8—具有定量管的六通閥; 13-甲烷轉化器;
4—氫氣表; 9—干燥凈化管; 14-氫火焰離子化檢測器
5—氧氣表; 10—六通閥;
圖 A.1 CO、CO2、CH4 測定色譜流程
A.1.2 參考操作參數
色譜柱:柱1(TDX-01),柱溫:約40℃;
檢測器溫度:100℃±2℃;
甲烷化轉化器溫度:350℃~380℃。
載氣:氮或氬,流量約 35mL/min;
燃氣:高純氫,流量約 35mL/min;
助燃氣:壓縮空氣,流量:400mL/min~500mL/min。
A.2 氬中一氧化碳、二氧化碳和碳氫化合物總含量的測定
A.2.1 色譜流程示意圖參見圖A.2。
1—氫氣鋼瓶; 5—氧氣表; 9—干燥凈化管;
2—氬氣鋼瓶; 6—穩壓閥; 10—甲烷化轉化器;
3—空氣鋼瓶; 7—流量計; 11—色譜柱;
4—氫氣表; 8—具有定量管的六通閥; 12—氫火焰離子化檢測器。
圖 A.2 氬中總碳測定色譜流程
A.2.2 參考操作參數
載氣:氬,流量約 35mL/min;
燃氣:氫,流量約 35mL/min。
助燃氣:壓縮空氣,流量:400mL/min~500mL/min
色譜柱:TDX-01 碳分子篩。柱溫:約40℃;
檢測器溫度:100℃±2℃;
甲烷化轉化器溫度:350℃~380℃。
A.3 氧氣中總烴的測定
A.3.1 色譜流程圖參見圖A.3。
1—氧氣鋼瓶; 6—針形閥;
2—氮氣鋼瓶; 7—流量計;
3—氫氣鋼瓶; 8—具有定量管的六通閥;
4—空氣鋼瓶; 9—色譜柱;
5—減壓閥; 10—氫火焰離子化檢測器。
圖 A.3 氧中總烴測定的色譜流程
A.3.2 參考操作參數
載氣:高純氧,流量 4.8mL/min~10mL/min。
稀釋氣:高純氮,流量 20mL/min~60mL/min
燃氣:高純氫,流量33mL/min~60mL/min。
助燃氣:壓縮空氣,流量 380mL/min~400mL/min。
載氣氧的凈化柱:長20cm,內徑4cm,把相對于載體0.3%的鉑、鈀混合物載附于γ -
氧化鋁載體上,在350℃下使用。
不分離柱:柱 2(6201 紅色載體)。柱溫約60℃。
檢測器溫度約 100℃。
A.4 氫中總烴的測定
A.4.1 色譜流程圖參見圖A.4 所示。
1—載氣鋼瓶; 6—流量計;
2—稀釋氣鋼瓶; 7—具有定量管的六通閥;
3—空氣鋼瓶; 8—色譜柱;
4—減壓閥; 9—氫火焰離子化檢測器。
5—穩壓閥、針形閥;
圖 A.4 氫中總烴測定的色譜流程
A.4.2 參考操作參數
載氣:氫。流量:55mL/min~60mL/min。
稀釋氣:氬或氮,流量:40mL/min~60mL/min。
助燃氣:壓縮干燥空氣。流量:300mL/min~450mL/min。
不分離柱:柱 2(6201 紅色載體)。柱溫約60℃
檢測器溫度約 60℃。
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