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GC2020气相色谱仪在天然气组分分析中的应用
时间:2016-10-05 点击次数:808

GC2020气相色谱仪在天然气组分分析中的应用

前言
随着我国工业的不断发展,天然气组分的应用,能够为人们对于天然气分类的探讨提供便利,以了解天然气的化学组成,根据得出的数据资料与物性参数对天然气的开发、运移以及集输等进行操作。在线分析仪是对过程进行自动检测,操作人员可以连续性地收集工艺过程中的信息资料,具有良好的可靠性与性,属于一个非常重要的操作。在实际操作过程中,在线分析仪的种类较多,能够在不同场合中适用。而色谱仪具有良好的可靠性、进度、灵敏性以及可选择性等特点,成为我国天然气组分分析中应用较为广泛的一种仪器。笔者结合气相色谱仪在天然气组分分析中的应用进行阐述,以求能够推动我国天然气组分分析的创新与发展。
原理
GC2020气相色谱仪通过六通阀与十通阀对进样进行控制和分析,且存在独立性好的分离系统,分为三路:A、B、C,A、B两组主要是对He、O2、CH4、H2、N2、CO2、空气、甲烷以及乙烷等进行分离;C路主要是对烃类组分进行分离。在分析操作前,六通阀与十通阀均处在取样状态,一旦进入取样阶段,十通阀就会保持进样,而六通阀仍保持原有状态—取样,样品进入B后会逐渐分离出He、O2、CH4、H2、N2等气体,并开始进行TCD检测,等甲烷分离出后,工作人员立即将六通阀切换至进样状态。等样品进入Porapak QS柱后,将空气甲烷、CO2、C2等组分完成后进行TCD检测,等CO2出峰后,工作人员启动升温程序。另一面样品就会进入以毛细管柱中,利用升温将其中C1—C16的烃类组分分离后,进行FID检测。等样品分离完成后,工作人员将六通阀与十通阀均切换至取样状态,等气相色谱仪稳定后,再进行下一样品的组分分析。

仪器材料
产品名称          型号     规格及说明
气相色谱仪      GC2020  由十通阀、热导检测器、六通阀以及氢焰检测器共同组成
色谱工作站       N2000    双通道(电脑、打印机自配)
色谱柱           毛细管柱1支  填充柱1支
高纯氢气发生器   HK-300  氢气流量300ml/min
高纯空气发生器   AK-2 空气流量2000ml/min
高纯氮气钢瓶    40L  氮气流量300ml/min
标准气             天然气分析专用
操作条件
炉温严格按照规定要求进行控制:气相色谱仪启动初温40℃,保持7min,后以每分钟10℃的温度上升,到110℃时,保持2min,再以每分钟20℃的频率上升,并在180℃时保持5min。载气:A氩气,柱流量控制在1mL,且分流比是1∶50;B氩气,柱流量控制在2mL,且分流比是1∶100;C氩气,流量控制在25mL/min。氢火焰离子检测器FID温度控制在220℃,空气流量为450mL/min,燃气流量为45mL/min,尾吹气流量控制为30mL/min。热导检测器TCD的温度控制在120℃,电流为60mA。
氢火焰离子检测器FID对天然气样品进行组分分析时的气相色谱图如图2所示:


热导检测器TCD对天然气样品进行组分分析时的气相色谱图如图3所示:

分析方法
根据天然气的组分与含量,通过阀切换的方法对载气存在的样品进行分析,并通过色谱柱进行分离,以保证组分进入其相对应的检测器中。通过导热系数、离子电流以及电信号的不同,利用色谱工作站进行分析处理,以得出科学的分析结果,系统能够连续、自动对组分进行分析,并得出分析结果。工作人员可以以此为依据对天然气热值进行科学、合理的评价。

注意事项
气相色谱仪在分子量较小的气体中较为适用,且气体在柱温的环境中,不能出现挥发或者是分解的现象,一般情况,分子量较大的气体都能够生成或者是挥发出化合物。在天然气组分分析的过程中,气相色谱仪的安装位置应尽量缩短与天然气之间的距离,从而降低滞后对检测结果造成的影响。氢火焰离子检测器FID只能针对电离后的碳氢化合物进行检测,因此工作人员可以选用氢火焰离子检测器FID和甲烷转换器来对有机化合物继续进行检测。在进行硫化物的检测过程中,工作人员要注意提高装置对于硫的灵敏度与线性范围。而工作人员在气相色谱仪的使用过程中,要定期按照规定的要求对装置进行保养与维护,以保证气相色谱仪的使用寿命。

总结
综上所述,GC2020气相色谱仪在天然气组分分析中的应用,不仅结构简单,资金成本低,为装置的安装、维护、调试以及使用等提供了便利,而且气相色谱仪具有良好的灵活性,既能够同时进行,又能够独立使用,有效保证了天然气组分分析结果的准确性与科学性,且系统稳定性强,具有良好的使用寿命。因此工作人员在天然气组分分析的过程中,只要严格按照规定的要求进行操作,并保证在使用后对其进行维护与保养,就能保证气相色谱仪的使用寿命,降低故障率,减少资金成本的投入,扩大经济效益。

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