用Agilent 7890A气相色谱仪分析炼厂气组成

于 杰，马 涛，苗翠华，宋 健

分析测试

用Agilent 7890A气相色谱仪分析炼厂气组成

于 杰，马 涛，苗翠华，宋 健

（沈阳石蜡化工有限公司，辽宁 沈阳 110141）

介绍了用Agilent 7890A气相色谱仪分析炼厂气的方法。采用四阀六柱、双TCD+FID三检测器系统的三通道同时分析炼厂气。其中，FID路通道用于分析烃类组分，一路TCD通道用于分析氢气，另一路TCD通道用于分析永久性气体。经检测并通过校正归一化百分比方法运算得各组分含量。该方法具有快速准确，重复性好，操作方便等优点。

气相色谱；炼厂气；四阀六柱

石油加工过程中产生的炼厂气，其主要成分包括 H2、C1～C4烷烃、C2～C4烯烃和少量 C5烷、烯及C6以上重组分，另外还有少量二氧化碳、一氧化碳、硫化氢。在一些特殊加工过程中还会产生少量二烯烃和炔烃。对炼厂气进行分离加工，可进一步得到供化工应用的各类化工原料气，如：乙烯、丙烯、丁二烯等[1]。这些气体是石油化工的基本有机原料。因此，对这些气体的分析作为一个中间控制项目，不仅为装置操作、调整提供数据，也为下一步提纯工作提供了数据指导[2]。随着色谱柱技术及分析仪器的发展，炼厂气的分析方法也不断改进,从最初的三台色谱法、两台色谱法发展到现在单台色谱多阀多柱切换的多维系统炼厂气分析方法[3]。目前应用较多的主要有：三阀四柱双通道分析系统[4,5]、四阀五柱三通道分析系统[6,7]，五阀七柱三通道分析系统等[8]。

本文介绍了一种四阀六柱（填充柱与毛细管柱混装）、双TCD+FID三检测器系统的多通道同时分析炼厂气方法。该方法的特点是：采用FID+毛细管柱以及 TCD+填充柱最佳组合方案，通过两个十通阀、一个六通阀引入三份气体样品，分别进入三个通道，一路用于分析烃类组分，一路用于分析氢气，一路用于分析二氧化碳、氧气、氮气、一氧化碳。针对不同样品，设置不同的阀运行时间表，经检测并通过校正归一化百分比方法运算得各组分含量。该方法具有快速准确，重复性好，操作方便等优点。

1 实验部分

1.1 仪器

Agilent 7890A气相色谱仪，配有两个TCD检测器和一个FID检测器，两个十通阀（阀1和阀3，气体进样阀，具有反吹功能）和两个六通阀（阀2，气体进样阀；阀4，柱隔离阀）。

数据采集系统：安捷伦工作站。

1.2 色谱柱及辅助气配置

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分子筛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分子筛 45/60目;

柱6:25/30米Al2O3毛细管柱。

此系统分为三个部分对炼厂气进行分析：

①由 PCMB 提供H2作为载气，由柱1、柱2、柱3组成柱分离系统，由阀2、阀3组成进样反吹隔离系统，后TCD检测器，对炼厂气中的N2、O2、CO2、CO等永久性气体进行分析。

②由AUX1、AUX2提供N2做载气，由柱4、柱5和阀1组成分离系统，辅助TCD检测器，对H2进行分析。

③由 EPC、前进样口、阀 4、Al2O3毛细管柱、FID检测器，对炼厂气中的烃类进行分析。

阀柱配置结构：见图1。

1.3 色谱条件

程序升温：柱箱起始温度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；热导检测器温度均为200 ℃，参比流量为30 mL/min；氢火焰离子化检测器:温度为300 ℃，氢气流量30 mL/min，空气流量400 mL/min，尾吹流量25 mL/min。

运行时间控制程序见表1。

1.4 分离过程及检测

一次进样将样品充满阀1、阀3和阀4上的三个定量管，然后利用阀切换技术让三个定量管的样品分别进入三个通道：

FID A：阀 4开，样品先通过定量环进入柱 6进行分离，然后到检测器进行检测。出峰顺序为：甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、环丙烷、丙烯、异丁烷、正丁烷、丙二烯、乙炔、反-2-丁烯、丁烯-1、异丁烯、顺-2-丁烯、异戊烷、正戊烷、1.3-丁二烯、丙炔等。

TCD B：阀1开，样品先通过定量环进入柱4进行分离，待H2进入柱5后，阀1关闭，除H2外其余组分被放空，H2到检测器进行检测，本通道只出一个氢气峰。

TCD C：阀3开，样品先通过定量环依次进入柱1、柱2进行分离，待CO2进入柱2后，阀3关闭，C2及以上组分被反吹出去，CO进入柱3后，阀2开，让CO2经阻尼阀先到检测器进行检测，此时O2、N2、CO被保留到柱3上，等CO2被检测后，阀2关闭，O2、N2、CO从柱3上流出并进入检测器检测。出峰顺序为：CO2、O2、N2、CO。（注：若样品中含有CH4也会在此通道上出峰，但不让它们参与结果计算。）

2 结果与讨论

2.1 定性与定量分析

定性是在选定色谱条件下采用色谱柱标准谱图结合标准气组分对照定性。典型色谱图见图2、图3、图 4。定量分析采用校正归一化百分比法进行。确定校正因子的具体过程为：在选定的色谱条件下，用已知组分体积含量的标准气体进样，分析结束后，通过调用安捷伦工作站建立校正表，分别调出FID通道和两个TCD通道的检测信号，调整好谱图，确定所有组分均出峰（没有自动积分或积分效果不好的峰可以通过手动修正），在新建的校正表中根据出峰时间依次输入各通道对应峰的名称和相对体积含量（TCD C通道中也会出现CH4峰，但不让它参与结果计算）,由工作站自动算出其相应的体积校正因子，再对各组分进行校正归一化法定量。

2.2 方法的精密度试验

采用大连大特气体有限公司配制的标准气样品，用建立的方法分别连续进样进行测定，考察本方法的精密度，6次平行测定的结果见表2。由表2可知由该方法测定炼厂气组分含量，其测定结果的相对标准偏差较小，说明测定结果的精密度较高。

2.3 方法准确性试验

选取合适的几种气体配成混合气样品采用本方法分别进行分析，考察方法的准确度。多次平行进样的结果表明，该方法的准确度较高，误差小。表3是混合气样品连续3次进样的结果。

3 结束语

采用本方法分析炼厂气中各组分的含量，精密度和准确度都很高，完全能满足炼油厂生产的需要，同时，采用该方法也可以测定炼油厂生产过程中产生的燃料气、制氢过程气、裂解气等。另外，如果对炼厂气中H2S气体含量有要求，可以通过调节阀2和阀3的切阀时间来进行同时测定。

［1］ 杨海鹰. 气相色谱在石油化工中的应用[M]. 北京：化学工业出版社，2005:57-57．

［2］ 潘海霞，朱朝忠，高晶岩. HP6890系列气相色谱仪分析炼厂气[J].福建分析测试，2004. 13(1)：1918-1919．

［3］ 刘俊涛，童海颖，钟思青. 用于炼厂气分析的多维气相色谱系统[J]. 现代仪器，2004，6：48-51．

［4］ 刘嘉敏，赵盛伟，于世建等. 毛细管多维气相色谱法分析炼厂气[J]. 分析化学，2000，28(10)： 1263-1266．

［5］ 王春晓，闫荣广. 多维毛细管柱气相色谱法分析炼厂气[J]. 安庆石化，2001，23(1)：59-60．

［6］ 陈官容. 用 HP6890气相色谱仪分析炼厂气含量[J]. 南炼科技，2000，7(4)：50-53．

［7］ 李文辉. 多维气相色谱法测定催化裂化气体组成[J]. 分析化学，2001，29(6)：738．

［8］张铧元. 多通道色谱的炼厂气全分析[J]. 精细石油化工. 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，辽宁沈阳人，中级职称，硕士研究生，2008年毕业于辽宁石油化工大学分析化学专业，研究方向：气相色谱及油品分析。E-mail：xiaoxuelucy@163.com。