用Agilent 7890A氣相色譜儀分析煉廠氣組成

于 杰，馬 濤，苗翠華，宋 健

分析測試

用Agilent 7890A氣相色譜儀分析煉廠氣組成

于 杰，馬 濤，苗翠華，宋 健

（沈陽石蠟化工有限公司，遼寧 沈陽 110141）

介紹了用Agilent 7890A氣相色譜儀分析煉廠氣的方法。采用四閥六柱、雙TCD+FID三檢測器系統的三通道同時分析煉廠氣。其中，FID路通道用于分析烴類組分，一路TCD通道用于分析氫氣，另一路TCD通道用于分析永久性氣體。經檢測并通過校正歸一化百分比方法運算得各組分含量。該方法具有快速準確，重復性好，操作方便等優點。

氣相色譜；煉廠氣；四閥六柱

石油加工過程中產生的煉廠氣，其主要成分包括 H2、C1～C4烷烴、C2～C4烯烴和少量 C5烷、烯及C6以上重組分，另外還有少量二氧化碳、一氧化碳、硫化氫。在一些特殊加工過程中還會產生少量二烯烴和炔烴。對煉廠氣進行分離加工，可進一步得到供化工應用的各類化工原料氣，如：乙烯、丙烯、丁二烯等[1]。這些氣體是石油化工的基本有機原料。因此，對這些氣體的分析作為一個中間控制項目，不僅為裝置操作、調整提供數據，也為下一步提純工作提供了數據指導[2]。隨著色譜柱技術及分析儀器的發展，煉廠氣的分析方法也不斷改進,從最初的三臺色譜法、兩臺色譜法發展到現在單臺色譜多閥多柱切換的多維系統煉廠氣分析方法[3]。目前應用較多的主要有：三閥四柱雙通道分析系統[4,5]、四閥五柱三通道分析系統[6,7]，五閥七柱三通道分析系統等[8]。

本文介紹了一種四閥六柱（填充柱與毛細管柱混裝）、雙TCD+FID三檢測器系統的多通道同時分析煉廠氣方法。該方法的特點是：采用FID+毛細管柱以及 TCD+填充柱最佳組合方案，通過兩個十通閥、一個六通閥引入三份氣體樣品，分別進入三個通道，一路用于分析烴類組分，一路用于分析氫氣，一路用于分析二氧化碳、氧氣、氮氣、一氧化碳。針對不同樣品，設置不同的閥運行時間表，經檢測并通過校正歸一化百分比方法運算得各組分含量。該方法具有快速準確，重復性好，操作方便等優點。

1 實驗部分

1.1 儀器

Agilent 7890A氣相色譜儀，配有兩個TCD檢測器和一個FID檢測器，兩個十通閥（閥1和閥3，氣體進樣閥，具有反吹功能）和兩個六通閥（閥2，氣體進樣閥；閥4，柱隔離閥）。

數據采集系統：安捷倫工作站。

1.2 色譜柱及輔助氣配置

柱1:6英尺1/8英寸Porapack Q柱45/60目;

柱2:6英尺1/8英寸Porapack Q柱45/60目;

柱3:6英尺1/8英寸5A分子篩45/60目;

柱4:6英尺1/8英寸Porapack Q柱45/60目;

柱5:6英尺1/8英寸5A分子篩 45/60目;

柱6:25/30米Al2O3毛細管柱。

此系統分為三個部分對煉廠氣進行分析：

①由 PCMB 提供H2作為載氣，由柱1、柱2、柱3組成柱分離系統，由閥2、閥3組成進樣反吹隔離系統，后TCD檢測器，對煉廠氣中的N2、O2、CO2、CO等永久性氣體進行分析。

②由AUX1、AUX2提供N2做載氣，由柱4、柱5和閥1組成分離系統，輔助TCD檢測器，對H2進行分析。

③由 EPC、前進樣口、閥 4、Al2O3毛細管柱、FID檢測器，對煉廠氣中的烴類進行分析。

閥柱配置結構：見圖1。

1.3 色譜條件

程序升溫：柱箱起始溫度40 ℃，保持2 min，然后以5 ℃/min的速率升至100 ℃，再以10 ℃/min的速率升至190 ℃，保持20 min；熱導檢測器溫度均為200 ℃，參比流量為30 mL/min；氫火焰離子化檢測器:溫度為300 ℃，氫氣流量30 mL/min，空氣流量400 mL/min，尾吹流量25 mL/min。

運行時間控制程序見表1。

1.4 分離過程及檢測

一次進樣將樣品充滿閥1、閥3和閥4上的三個定量管，然后利用閥切換技術讓三個定量管的樣品分別進入三個通道：

FID A：閥 4開，樣品先通過定量環進入柱 6進行分離，然后到檢測器進行檢測。出峰順序為：甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、環丙烷、丙烯、異丁烷、正丁烷、丙二烯、乙炔、反-2-丁烯、丁烯-1、異丁烯、順-2-丁烯、異戊烷、正戊烷、1.3-丁二烯、丙炔等。

TCD B：閥1開，樣品先通過定量環進入柱4進行分離，待H2進入柱5后，閥1關閉，除H2外其余組分被放空，H2到檢測器進行檢測，本通道只出一個氫氣峰。

TCD C：閥3開，樣品先通過定量環依次進入柱1、柱2進行分離，待CO2進入柱2后，閥3關閉，C2及以上組分被反吹出去，CO進入柱3后，閥2開，讓CO2經阻尼閥先到檢測器進行檢測，此時O2、N2、CO被保留到柱3上，等CO2被檢測后，閥2關閉，O2、N2、CO從柱3上流出并進入檢測器檢測。出峰順序為：CO2、O2、N2、CO。（注：若樣品中含有CH4也會在此通道上出峰，但不讓它們參與結果計算。）

2 結果與討論

2.1 定性與定量分析

定性是在選定色譜條件下采用色譜柱標準譜圖結合標準氣組分對照定性。典型色譜圖見圖2、圖3、圖 4。定量分析采用校正歸一化百分比法進行。確定校正因子的具體過程為：在選定的色譜條件下，用已知組分體積含量的標準氣體進樣，分析結束后，通過調用安捷倫工作站建立校正表，分別調出FID通道和兩個TCD通道的檢測信號，調整好譜圖，確定所有組分均出峰（沒有自動積分或積分效果不好的峰可以通過手動修正），在新建的校正表中根據出峰時間依次輸入各通道對應峰的名稱和相對體積含量（TCD C通道中也會出現CH4峰，但不讓它參與結果計算）,由工作站自動算出其相應的體積校正因子，再對各組分進行校正歸一化法定量。

2.2 方法的精密度試驗

采用大連大特氣體有限公司配制的標準氣樣品，用建立的方法分別連續進樣進行測定，考察本方法的精密度，6次平行測定的結果見表2。由表2可知由該方法測定煉廠氣組分含量，其測定結果的相對標準偏差較小，說明測定結果的精密度較高。

2.3 方法準確性試驗

選取合適的幾種氣體配成混合氣樣品采用本方法分別進行分析，考察方法的準確度。多次平行進樣的結果表明，該方法的準確度較高，誤差小。表3是混合氣樣品連續3次進樣的結果。

3 結束語

采用本方法分析煉廠氣中各組分的含量，精密度和準確度都很高，完全能滿足煉油廠生產的需要，同時，采用該方法也可以測定煉油廠生產過程中產生的燃料氣、制氫過程氣、裂解氣等。另外，如果對煉廠氣中H2S氣體含量有要求，可以通過調節閥2和閥3的切閥時間來進行同時測定。

［1］ 楊海鷹. 氣相色譜在石油化工中的應用[M]. 北京：化學工業出版社，2005:57-57．

［2］ 潘海霞，朱朝忠，高晶巖. HP6890系列氣相色譜儀分析煉廠氣[J].福建分析測試，2004. 13(1)：1918-1919．

［3］ 劉俊濤，童海穎，鐘思青. 用于煉廠氣分析的多維氣相色譜系統[J]. 現代儀器，2004，6：48-51．

［4］ 劉嘉敏，趙盛偉，于世建等. 毛細管多維氣相色譜法分析煉廠氣[J]. 分析化學，2000，28(10)： 1263-1266．

［5］ 王春曉，閆榮廣. 多維毛細管柱氣相色譜法分析煉廠氣[J]. 安慶石化，2001，23(1)：59-60．

［6］ 陳官容. 用 HP6890氣相色譜儀分析煉廠氣含量[J]. 南煉科技，2000，7(4)：50-53．

［7］ 李文輝. 多維氣相色譜法測定催化裂化氣體組成[J]. 分析化學，2001，29(6)：738．

［8］張鏵元. 多通道色譜的煉廠氣全分析[J]. 精細石油化工. 2013，30（2）：62-64．

Analysis of Components in Refinery Gas by Agilent 7890A Gas Chromatograph

YU Jie，MA Tao，MIAO Cui-hua，SONG Jian
（Shenyang Paraffin Chemical Co., Ltd, Liaoning Shenyang 110141, China）

A method was established for analyzing refinery gas by Agilent 7890A gas chromatograph. The refinery gas was separated by four-vale six columns and determined by two TCD+FID detector three-channel gas chromatography. FID channel was used to determine hydrocarbon, one TCD channel was used to determine hydrogen, another TCD channel was used to determine permanent gas. The determination results were calculated by percentage calibration normalization method. The result shows that this method has the advantages of rapidity, accuracy, highly reprodueible and easy to operate.

Gas chromatography; Refinery gas; Four-valve six columns

O 657.7

： A

： 1671-0460（2015）05-1179-03

2014-12-04

于杰（1982-），女，遼寧沈陽人，中級職稱，碩士研究生，2008年畢業于遼寧石油化工大學分析化學專業，研究方向：氣相色譜及油品分析。E-mail：xiaoxuelucy@163.com。