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GC2020氣相色譜儀在天然氣組分分析中的應(yīng)用

前言
隨著我國(guó)工業(yè)的不斷發(fā)展,，天然氣組分的應(yīng)用,，能夠?yàn)槿藗儗?duì)于天然氣分類(lèi)的探討提供便利，以了解天然氣的化學(xué)組成,，根據(jù)得出的數(shù)據(jù)資料與物性參數(shù)對(duì)天然氣的開(kāi)發(fā),、運(yùn)移以及集輸?shù)冗M(jìn)行操作。在線分析儀是對(duì)過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè),，操作人員可以連續(xù)性地收集工藝過(guò)程中的信息資料,，具有良好的可靠性與性，屬于一個(gè)非常重要的操作,。在實(shí)際操作過(guò)程中,，在線分析儀的種類(lèi)較多,，能夠在不同場(chǎng)合中適用。而色譜儀具有良好的可靠性,、進(jìn)度,、靈敏性以及可選擇性等特點(diǎn)，成為我國(guó)天然氣組分分析中應(yīng)用較為廣泛的一種儀器,。筆者結(jié)合氣相色譜儀在天然氣組分分析中的應(yīng)用進(jìn)行闡述,，以求能夠推動(dòng)我國(guó)天然氣組分分析的創(chuàng)新與發(fā)展。
原理
GC2020氣相色譜儀通過(guò)六通閥與十通閥對(duì)進(jìn)樣進(jìn)行控制和分析,，且存在獨(dú)立性好的分離系統(tǒng),，分為三路：A、B,、C,，A、B兩組主要是對(duì)He,、O2,、CH4、H2,、N2,、CO2、空氣,、甲烷以及乙烷等進(jìn)行分離,；C路主要是對(duì)烴類(lèi)組分進(jìn)行分離。在分析操作前,，六通閥與十通閥均處在取樣狀態(tài),，一旦進(jìn)入取樣階段，十通閥就會(huì)保持進(jìn)樣,，而六通閥仍保持原有狀態(tài)—取樣,，樣品進(jìn)入B后會(huì)逐漸分離出He、O2,、CH4,、H2、N2等氣體,，并開(kāi)始進(jìn)行TCD檢測(cè),，等甲烷分離出后，工作人員立即將六通閥切換至進(jìn)樣狀態(tài),。等樣品進(jìn)入Porapak QS柱后,，將空氣甲烷、CO2,、C2等組分完成后進(jìn)行TCD檢測(cè),，等CO2出峰后,，工作人員啟動(dòng)升溫程序。另一面樣品就會(huì)進(jìn)入以毛細(xì)管柱中,，利用升溫將其中C1—C16的烴類(lèi)組分分離后,，進(jìn)行FID檢測(cè)。等樣品分離完成后,，工作人員將六通閥與十通閥均切換至取樣狀態(tài),，等氣相色譜儀穩(wěn)定后，再進(jìn)行下一樣品的組分分析,。

儀器材料
產(chǎn)品名稱(chēng)          型號(hào)     規(guī)格及說(shuō)明
氣相色譜儀      GC2020  由十通閥,、熱導(dǎo)檢測(cè)器、六通閥以及氫焰檢測(cè)器共同組成
色譜工作站       N2000    雙通道（電腦,、打印機(jī)自配）
色譜柱           毛細(xì)管柱1支  填充柱1支
高純氫氣發(fā)生器   HK-300  氫氣流量300ml/min
高純空氣發(fā)生器   AK-2 空氣流量2000ml/min
高純氮?dú)怃撈?   40L  氮?dú)饬髁?00ml/min
標(biāo)準(zhǔn)氣             天然氣分析
操作條件
爐溫嚴(yán)格按照規(guī)定要求進(jìn)行控制：氣相色譜儀啟動(dòng)初溫40℃,，保持7min，后以每分鐘10℃的溫度上升,，到110℃時(shí),，保持2min，再以每分鐘20℃的頻率上升,，并在180℃時(shí)保持5min,。載氣：A氬氣,，柱流量控制在1mL,，且分流比是1∶50；B氬氣,，柱流量控制在2mL,，且分流比是1∶100；C氬氣,，流量控制在25mL/min,。氫火焰離子檢測(cè)器FID溫度控制在220℃，空氣流量為450mL/min,，燃?xì)饬髁繛?5mL/min,，尾吹氣流量控制為30mL/min。熱導(dǎo)檢測(cè)器TCD的溫度控制在120℃,，電流為60mA,。
氫火焰離子檢測(cè)器FID對(duì)天然氣樣品進(jìn)行組分分析時(shí)的氣相色譜圖如圖2所示：

熱導(dǎo)檢測(cè)器TCD對(duì)天然氣樣品進(jìn)行組分分析時(shí)的氣相色譜圖如圖3所示：

分析方法
根據(jù)天然氣的組分與含量，通過(guò)閥切換的方法對(duì)載氣存在的樣品進(jìn)行分析,，并通過(guò)色譜柱進(jìn)行分離,，以保證組分進(jìn)入其相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)器中。通過(guò)導(dǎo)熱系數(shù),、離子電流以及電信號(hào)的不同,，利用色譜工作站進(jìn)行分析處理,，以得出科學(xué)的分析結(jié)果，系統(tǒng)能夠連續(xù),、自動(dòng)對(duì)組分進(jìn)行分析,，并得出分析結(jié)果。工作人員可以以此為依據(jù)對(duì)天然氣熱值進(jìn)行科學(xué),、合理的評(píng)價(jià),。

注意事項(xiàng)
氣相色譜儀在分子量較小的氣體中較為適用，且氣體在柱溫的環(huán)境中,，不能出現(xiàn)揮發(fā)或者是分解的現(xiàn)象,，一般情況，分子量較大的氣體都能夠生成或者是揮發(fā)出化合物,。在天然氣組分分析的過(guò)程中,，氣相色譜儀的安裝位置應(yīng)盡量縮短與天然氣之間的距離，從而降低滯后對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成的影響,。氫火焰離子檢測(cè)器FID只能針對(duì)電離后的碳?xì)浠衔镞M(jìn)行檢測(cè),，因此工作人員可以選用氫火焰離子檢測(cè)器FID和甲烷轉(zhuǎn)換器來(lái)對(duì)有機(jī)化合物繼續(xù)進(jìn)行檢測(cè)。在進(jìn)行硫化物的檢測(cè)過(guò)程中,，工作人員要注意提高裝置對(duì)于硫的靈敏度與線性范圍,。而工作人員在氣相色譜儀的使用過(guò)程中，要定期按照規(guī)定的要求對(duì)裝置進(jìn)行保養(yǎng)與維護(hù),，以保證氣相色譜儀的使用壽命,。

總結(jié)
綜上所述，GC2020氣相色譜儀在天然氣組分分析中的應(yīng)用,，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，資金成本低，為裝置的安裝,、維護(hù),、調(diào)試以及使用等提供了便利，而且氣相色譜儀具有良好的靈活性,，既能夠同時(shí)進(jìn)行,，又能夠獨(dú)立使用，有效保證了天然氣組分分析結(jié)果的準(zhǔn)確性與科學(xué)性,，且系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng),，具有良好的使用壽命。因此工作人員在天然氣組分分析的過(guò)程中,，只要嚴(yán)格按照規(guī)定的要求進(jìn)行操作,，并保證在使用后對(duì)其進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)，就能保證氣相色譜儀的使用壽命,，降低故障率,，減少資金成本的投入,，擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)效益。