_氣體中一氧化碳二氧化碳和碳?xì)浠衔锏臏y(cè)定 前言
本標(biāo)準(zhǔn)代替 GB/T 8984.1-1997《氣體中微量一氧化碳、二氧化碳和碳?xì)浠锏臏y(cè)定 第1 部分:氣體中一氧化碳、二氧化碳和甲烷的測(cè)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?xì)浠锏臏y(cè)定 第2 部分:氣體中一氧化碳、二氧化碳和碳?xì)浠锟偭康臏y(cè)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?xì)浠锏臏y(cè)定 第3 部分:氣體中總烴的測(cè)定 火焰離子化法》。
本標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)為將GB/T 8984.1、GB/T 8984.2 和GB/T 8984.3 三個(gè)部分合并而成;
——增加了儀器檢測(cè)限的確認(rèn)(本標(biāo)準(zhǔn)的7.3);
——增加了典型應(yīng)用實(shí)例(本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A)。
本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A 為資料性附錄。
本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì)提出。
本標(biāo)準(zhǔn)分由全國(guó)氣體標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。
本標(biāo)準(zhǔn)起草單位:西南化工研究設(shè)計(jì)院。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人:何道善、陳雅麗、代高立、張軍。
本標(biāo)準(zhǔn)所代替標(biāo)準(zhǔn)的歷次版本發(fā)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?xì)浠衔锏臏y(cè)定
氣相色譜法
1 范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了氣體中一氧化碳、二氧化碳和碳?xì)浠衔锏臍庀嗌V測(cè)定方法。
本標(biāo)準(zhǔn)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(xiàng)測(cè)定,一氧化碳、二氧化碳和碳?xì)浠锟偭?span lang="EN-US">(總碳)的測(cè)定和總烴的測(cè)定。
2 規(guī)范性引用文件
下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)容)或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn),然而,鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)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(biāo)準(zhǔn)。
GB/T 3723 工業(yè)用化學(xué)產(chǎn)品采樣安全通則(GB/T 3723—1999,idt ISO 3165:1976)
GB/T 6680 液體化工產(chǎn)品采樣通則
GB/T 6681 氣體化工產(chǎn)品采樣通則
3 方法提要
采用氣相色譜法測(cè)定氣體中微量的一氧化碳、二氧化碳和碳?xì)浠铩?/font>
樣品氣中一氧化碳、二氧化碳和碳?xì)浠锝?jīng)甲烷化轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化為甲烷,用氫火焰離子化檢測(cè)器(FID)進(jìn)行測(cè)定。轉(zhuǎn)化反應(yīng)如下:
注:CmHn 為飽和烴或不飽和烴。
當(dāng)分項(xiàng)測(cè)定一氧化碳、二氧化碳、甲烷時(shí),試樣進(jìn)樣后先經(jīng)色譜柱分離,再進(jìn)入甲
烷化轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化;當(dāng)測(cè)定一氧化碳、二氧化碳和碳?xì)浠锟偭繒r(shí),樣品進(jìn)樣后先經(jīng)甲烷
化轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化,再進(jìn)入色譜柱分離;當(dāng)測(cè)定總烴時(shí),樣品不轉(zhuǎn)化也不分離。
4 材料、設(shè)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(cè)定氫中雜質(zhì)時(shí)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(yīng)產(chǎn)生
大的干擾信號(hào)。載氣中待測(cè)定組分含量應(yīng)比試樣中該組分的含量低約一個(gè)數(shù)量級(jí),否則
應(yīng)對(duì)載氣進(jìn)行純化處理。
燃?xì)猓焊呒儦洹?/font>
轉(zhuǎn)化氣:高純氫。
助燃?xì)猓嚎諝?span lang="EN-US">(壓縮空氣),經(jīng)分子篩干燥。
標(biāo)準(zhǔn)樣品:補(bǔ)充氣應(yīng)與待測(cè)樣品主組分相同。目的組分含量與待測(cè)試樣相近,通常為
1×10-6~5×10-6(摩爾分?jǐn)?shù))。
純化器:當(dāng)載氣不符合要求時(shí),應(yīng)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(cè)器和甲烷化轉(zhuǎn)化器的氣相色譜儀。檢測(cè)限:0.05×10-6。各
典型應(yīng)用的色譜流程參見附錄A。
5.2 色譜柱
柱 1:長(zhǎng)約40cm,內(nèi)徑約2mm,內(nèi)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(xiàng)測(cè)定和總碳的測(cè)定。
柱 2:不分離柱,長(zhǎng)約1m,內(nèi)徑約2mm,內(nèi)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(cè)定。
5.3 甲烷化轉(zhuǎn)化柱
采用長(zhǎng) 20cm~30cm,內(nèi)徑約3mm,內(nèi)裝粒度為0.4mm~0.25mm 的鎳催化劑的不銹
鋼柱。轉(zhuǎn)化溫度:350℃~380℃。轉(zhuǎn)化率應(yīng)不低于95%。測(cè)定總烴時(shí),不使用該轉(zhuǎn)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(xiàng)應(yīng)符合 GB/T 3723 規(guī)定。
氣態(tài)樣品的采樣原則及一般規(guī)定應(yīng)符合 GB/T 6681 規(guī)定。
壓縮氣體應(yīng)使用針形閥減壓后經(jīng)采樣管直接送入色譜儀。
液化氣體的采樣應(yīng)符合 GB/T 6680 中的規(guī)定,將所采樣品汽化后經(jīng)采樣管直接送入
色譜儀。
管道輸送氣體在采樣點(diǎn)采取試樣,經(jīng)采樣器或采樣管將試樣送入色譜儀。
常壓或負(fù)壓樣品采用抽吸器將樣品直接送入色譜儀。
7 測(cè)定步驟
7.1 準(zhǔn)備:按儀器使用說明書開啟儀器,設(shè)定儀器各按項(xiàng)操作參數(shù)至儀器基線穩(wěn)定正常。
典型應(yīng)用操作參數(shù)參見附錄A。
7.2 標(biāo)定:將標(biāo)準(zhǔn)樣品經(jīng)采樣管與儀器連接。開啟試樣充分吹掃取樣系統(tǒng)直至取得代表樣
后,轉(zhuǎn)動(dòng)取樣閥,向儀器進(jìn)樣。測(cè)量?jī)x器響應(yīng)值(峰面積或峰高)。重復(fù)進(jìn)樣至少2 次,
直至響應(yīng)值偏差小于5%時(shí)取其平均值( ) s s A 或h 。
7.3 按下述步驟確認(rèn)儀器檢測(cè)限應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)要求:
a) 在標(biāo)定條件下,測(cè)量?jī)x器噪音 N。
b) 按式(1)計(jì)算儀器對(duì)一氧化碳、二氧化碳和碳?xì)浠衔锏臋z測(cè)限:
式中:
Di —— 組分i 的檢測(cè)限(體積分?jǐn)?shù)),10-6;
N —— 標(biāo)定條件下儀器噪音,單位為毫米(mm);
φj —— 標(biāo)準(zhǔn)樣品中組分i 的含量(體積分?jǐn)?shù)),10-6;
hj —— 標(biāo)定條件下標(biāo)準(zhǔn)樣品中組分i 的響應(yīng)值,單位為毫米(mm)。
7.4 測(cè)定:在與標(biāo)定*相同的條件下進(jìn)行。將樣品氣經(jīng)取樣管與儀器連接。開啟試樣充
分吹掃取樣系統(tǒng)直至取得代表樣后,轉(zhuǎn)動(dòng)取樣閥,向儀器進(jìn)樣。測(cè)量?jī)x器響應(yīng)值(峰面
積或峰高)。重復(fù)進(jìn)樣至少2 次,直至響應(yīng)值相對(duì)偏差小于5%時(shí)取其平均值( ) i i A 或h 。
8 結(jié)果表示
8.1 組分含量按式(2)計(jì)算:
式中:
φi——樣品氣中組分i 的含量,10-6;
φs——標(biāo)準(zhǔn)樣品中組分i 的含量,10-6;
A i(或hi )——樣品中組分i 的響應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)樣品中組分i 的響應(yīng)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(cè)定結(jié)果的算術(shù)平均值作為zui終分析結(jié)果。兩次測(cè)定值相對(duì)偏差不大于±10%。
9 報(bào)告
報(bào)告至少應(yīng)包括下列內(nèi)容:
——有關(guān)樣品的全部信息,例如樣品的名稱、編號(hào)、采樣點(diǎn)、采樣日期和時(shí)間等;
——分析結(jié)果:以體積分?jǐn)?shù)表示的各測(cè)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(cè)定條件及測(cè)定時(shí)觀察到的異常及說明;
——不包括在本標(biāo)準(zhǔn)中的其他操作及其說明;
——執(zhí)行本方法標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)等。
附錄A
典型應(yīng)用實(shí)例
(資料性附錄)
A.1 氮中一氧化碳、二氧化碳和甲烷的測(cè)定
A.1.1 色譜流程示意圖參見圖A.1。
1—氫氣鋼瓶; 6—穩(wěn)壓閥; 11-TDX-01 色譜柱;
2—載氣鋼瓶(氬或氮) 7—流量計(jì); 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(zhuǎn)化器;
4—氫氣表; 9—干燥凈化管; 14-氫火焰離子化檢測(cè)器
5—氧氣表; 10—六通閥;
圖 A.1 CO、CO2、CH4 測(cè)定色譜流程
A.1.2 參考操作參數(shù)
色譜柱:柱1(TDX-01),柱溫:約40℃;
檢測(cè)器溫度:100℃±2℃;
甲烷化轉(zhuǎn)化器溫度:350℃~380℃。
載氣:氮或氬,流量約 35mL/min;
燃?xì)猓焊呒儦?,流量約 35mL/min;
助燃?xì)猓簤嚎s空氣,流量:400mL/min~500mL/min。
A.2 氬中一氧化碳、二氧化碳和碳?xì)浠衔锟偤康臏y(cè)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(wěn)壓閥; 10—甲烷化轉(zhuǎn)化器;
3—空氣鋼瓶; 7—流量計(jì); 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(cè)器。
圖 A.2 氬中總碳測(cè)定色譜流程
A.2.2 參考操作參數(shù)
載氣:氬,流量約 35mL/min;
燃?xì)猓簹?,流量約 35mL/min。
助燃?xì)猓簤嚎s空氣,流量:400mL/min~500mL/min
色譜柱:TDX-01 碳分子篩。柱溫:約40℃;
檢測(cè)器溫度:100℃±2℃;
甲烷化轉(zhuǎn)化器溫度:350℃~380℃。
A.3 氧氣中總烴的測(cè)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?dú)怃撈浚?span lang="EN-US"> 7—流量計(jì);
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(cè)器。
圖 A.3 氧中總烴測(cè)定的色譜流程
A.3.2 參考操作參數(shù)
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?xì)猓焊呒儦?,流?span lang="EN-US">33mL/min~60mL/min。
助燃?xì)猓簤嚎s空氣,流量 380mL/min~400mL/min。
載氣氧的凈化柱:長(zhǎng)20cm,內(nèi)徑4cm,把相對(duì)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(cè)器溫度約 100℃。
A.4 氫中總烴的測(cè)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(jì);
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(cè)器。
5—穩(wěn)壓閥、針形閥;
圖 A.4 氫中總烴測(cè)定的色譜流程
A.4.2 參考操作參數(shù)
載氣:氫。流量:55mL/min~60mL/min。
稀釋氣:氬或氮,流量:40mL/min~60mL/min。
助燃?xì)猓簤嚎s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(cè)器溫度約 60℃。
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