GB T 27885-2011 煤基费托合成尾气中 H2、N2、CO2和C1～C8烃的测定 气相色谱法.pdf

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1、ICS 73040D 20 语目中华人民共和国国家标准GBT 27885-20 1 1煤基费托合成尾气中 H2、N2、CO、C02和C1C8烃的测定气相色谱法Determination of hydrogen，nitrogen，carbon monoxide，carbon dioxide and C1一C8 hydrocarbons in the coalbased FTsynthesis tail gasGas chromatographic method2011-12-30发布 2012-08-01实施宰瞀髁鬻瓣警麟瞥霎发布中国国家标准化管理委员会促19刖 吾GBT 27885-201 1

2、本标准按照GBT 112009给出的规则起草。本标准由中国煤炭工业协会提出。本标准由全国煤炭标准化技术委员会(SACTC 42)归口。本标准起草单位：中科合成油技术有限公司、中国科学院山西煤炭化学研究所、内蒙古伊泰煤制油有限责任公司、山西潞安煤基合成油有限公司。本标准主要起草人：李英、李莹、樊改仙、贾瑞、杨勇、李永旺。1范围煤基费托合成尾气中Hz、Nz、CO、C02和C1-C8烃的测定气相色谱法GBT 27885-20 1 1本标准规定了煤基费托合成尾气中H。、N。、CO、CO：、C。C。饱和烃和不饱和烃的气相色谱测定方法。本标准适用于表1所示范围的煤基费托合成尾气中H。、Nz、CO、COz、

3、C-Cs饱和烃和不饱和烃组分含量的测定。表1 煤基费托合成尾气主要组分的测定范围组 分 测定范围(体积分数)氢 2570氯 o115一氧化碳 5o30二氧化碳 1o25甲烷 1040乙烷 0110乙烯 0110丙烷 015o丙烯 o15o正丁烷 o13o正丁烯 o13o正戊烷 o05o5正戊烯 o051o正己烷 o0103正已烯 o0105正庚烷 o01o1正庚烯 o01o3正辛烷 oOlO1正辛烯 o01O22规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GBT2788

4、5-2011 GBT4946气相色谱法术语GBT5274气体分析校准用混合气体的制备称量法GBT10410人工煤气和液化石油气常量组分气相色谱分析法3术语和定义GBT4946界定的以及下列术语和定义适用于本文件。31费托合成FischerTropschsynthesis煤间接液化技术之，它以合成气(CO和H：)为原料在催化剂(主要是铁系)和适当反应条件下合成以石蜡烃为主的液体燃料的工艺过程。32煤基费托合成尾气tailgasforcoalbased F_Tsynthesis 费托合成反应后，经气液分离后的气体。4方法提要采用两台气相色谱仪进行煤基费托合成尾气的测定。 】)以氮气做载气，通过PL

5、OTAL20。石英毛细管色谱柱进行组分分离、用氢火焰离子化检测器(FID)完成烃类(c。cs饱和烃和不饱和烃)的测定；2)以氩气做载气，通过碳分子筛(TDX一01)柱进行组分分离、用热导检测器(TCD)完成H：、N：、C0、c0。和CH。的测定；采用校正面积归一化法计算各组分的含量；两台色谱仪的结果用甲烷关联做归一化处理。5试剂与材料51材料511高纯氢气；纯度大于99999。 512空气；纯度大于99999(用分子筛脱水)。513高纯氮气；纯度大于99999。514氩气；纯度大于9999。52标准气521组成 标准气组成应与费托合成工艺相匹配，保质期1年有以下两种1)由H。、Nz、CO、CO

6、。和CH。组成的混合气；2)由C，ce饱和烃和不饱和烃组成的混合气。522一般要求分析需要的标准气可采用国家二级标准物质，按GBT5274制备。标准气的所有组分必须处于均匀的气态。与样品相比，对于浓度不大于5的组分，标准气中相应 组分的浓度应不大于lo，也不低于样品中相应组分浓度的50。对于浓度大于5的组分，标准气中相应组分的浓度，应不低于样品中组分浓度的50，也不大于该组分浓度的50。6仪器与设备GBT 27885-201161气相色谱仪使用两台气相色谱仪。其中一台配有热导检测器，另一台配有氢火焰离子化检测器。采用气体六通阀进样器进样，材质为不锈钢。62色谱柱621 TDx-01柱6211柱

7、管用对被测组分呈惰性和无吸附性的材料制成，可选用不锈钢管、铜管、铝管或玻璃管，优先选用不锈钢管。长度与内径见表2。6212固定相碳分子筛，规格见表2。6213柱管填充将柱管内部洗净烘干后在柱出口端填入少量玻璃棉，并用纱布裹好与真空泵连接，然后从柱人口端装人固定相，装填过程中应轻轻敲打柱管，装满后填入适量玻璃棉。色谱柱应填充紧密均匀。6214色谱柱的老化将装填好的色谱柱与色谱仪连接，断开检测器，通入载气，柱箱温度调节到180，以40 mLmin的载气流速老化4 h8 h。622 PLOTAL203柱6221柱管推荐使用长50 Ill，内径053 mm的PLOTAL。O。熔融石英毛细管商品标准柱，

8、或其他能满足本标准精密度要求的毛细管柱。要求相邻组分色谱峰的分离度满足624的规定。6222色谱柱的老化色谱柱在工厂已经老化和调整并给出所需的分离和时间选择。初次实验时，按表3所述色谱条件操作，柱箱温度达到190，恒温2 h，以除去色谱柱中可能残留的组分，然后降到室温。623色谱柱及使用条件色谱柱及其使用条件见表2。表2色谱柱及使用条件色谱柱 TD)01 PLOTAL2 O，l 固定相 碳分子筛 涂渍氧化铝的多孔层开管柱l 粒度 0178 mmO150 lnITI(80目100目) 007 Ti3TQGBT27885-20 11 表2(续)色谱柱TDX01PLOTAL203柱长2m50m 柱内

9、径3mm053mm柱温室温300 一60200624色谱柱的分离按GBT10410规定，以相邻两峰的谷深A与较小峰的峰高B的比值AB为分离度(在小组分相 邻于大组分时，取小峰的斜率作为基线，见图1)，当组分含量大于5时，AB应大于08；当组分含量小于5时，AB应大于04。n)aa比率的图例A两峰问峰谷深；B两相邻峰高于基线的较小峰的高。7取样b)对小组分峰AB比率的图例图1组分在色谱柱上的分离效果71取样要求取样应选择在流路的截面组分浓度基本均一的位置，避开合流点附近。警示1：应注意取样容器及其管线的密封性，防止气体泄露导致的中毒、爆炸等危险发生。警示2：应注意取样位置的隔热，防止烫伤。72取

10、样方法721直接采取试样当气源离分析装置距离较近时，可以直接使试样通过取样管或导管直接进入气相色谱仪。取样前应排除取样管中的余气，至少置换3次。722使用试样容器采取试样在常压状态下可用图2所示的金属气体袋干法采样。取样前应排除取样管中的余气，至少置换3次。取样时需保证采样口温度保持在60-80(可用蒸汽保温)，以保证C；以上组分不冷凝。取样后应在2h内进行分析。 48测定步骤l ! 一图2 1 L2L金属气体袋81色谱工作条件测定煤基费托合成尾气的气相色谱典型工作条件见表3。表3典型色谱工作条件GBT 27885-2011单位为毫米工作条件 仪器A 仪器B检测器类型 热导检测器(TCD) 氢

11、火焰离子化检测器(FD)载气 氩气，浓度不低于9999 氨气，浓度不低于9999碳分子筛填充柱 氧化铝多孔层开管毛细管柱色谱柱0178 mm0150 rlnl(80目100目) 007mm柱长度内径 2m3mm 50m053mrn定量管 10mL 10mL气化室温度 120 22040保持3 rain，以5rain升至75后，柱箱温度 8090 以10min升至190后，再保持245 mn，结束回到初始状态检测器温度 120 250载气流量 25mL40mL 4mL10mL分析组分 H，、CO、CH。、CO： c】G烃注：也可采用能达到同等或更高分析效果的其他色谱工作条件。GBT27885-2

12、0 11 82标准气的测定用定量管采取标准气，通过切换六通阀进样装置导入色谱柱，用色谱工作站进行数据处理。重复测定三次，若三次色谱峰面积的相对偏差不大于1，取三次重复测定数值的平均值作为标准值。83试样的测定将试样容器或导管接到六通阀进样装置，用试样反复吹洗定量管后，试样通过切换六通阀进样装置导人色谱柱，用色谱工作站进行数据处理。重复测定两次，取两次重复测定数值的平均值作为分析值。9结果表述91组分的定性 试样中组分的出峰次序见图3、图4。把试样组分的色谱峰与标准气相应组分的色谱峰相比，根据保留时间进行组分定性。1氧气色谱峰；2氮气色谱峰；3一氧化碳色谱峰；4甲烷色谱峰；5二氧化碳色谱峰。(1

13、)图3TDX-01碳分子筛柱色谱圈GBT 27885-20 1 1I甲烷色谱峰；2乙烷色谱峰；3乙烯色谱峰；4丙烷色谱峰；5丙烯色谱峰；6正丁烷色谱峰7正丁烯色谱峰8正戊烷色谱峰92组分的定量921校正因子测定9正戊烯色谱峰；10正己烷色谱峰；11正己烯色谱峰；12正庚烷色谱峰；13正庚烯色谱峰；14正辛烷色谱峰；15正辛烯色谱峰。图4 PLOTAL203柱色谱图9211按照表3规定的实验条件，待仪器稳定后，往色谱仪注入标准气(52)，记录色谱图、各组分的峰面积和含量。9212根据进入检测器中组分的量与检测器产生的相应峰值的比值即可求出组分i的校正因子(，；)，永久性气体(Hz、Nz、CO、C

14、Oz和CH。)以氮气的校正因子(，)为基准，烃类(c。Ca)组分以甲烷的校正因子(_厂。)为基准，按式(1)计算各组分的相对校正因子(，。)。 f一她。“4 V，A，式中：，s。组分i的相对校正因子；v。氮气(或甲烷)的体积分数，；A，氮气(或甲烷)的峰面积，单位为平方厘米(cm2)；y；组分i的体积分数，；A；组分i的峰面积，单位为平方厘米(cm3)。9213相对校正因子随实验条件的变化而有所不同。在本标准给定的测定条件下，各组分相对校正因子的参考值见表4、表5。7GBT27885-20 11 表4Hz、Nz、CO、C02和CIl4组分相对校正因子的参考值(以氮气为基础) 出峰序号组分名称相

15、对校正因子 1氢气0102 氮气1OO3 一氧化碳1064 二氧化碳1275 甲烷036表5C一ce烃组分相对校正因子的参考值(以甲烷为基础) 出峰序号组分名称相对校正因子 1甲烷10002 乙烷05263 乙烯05184 丙烷03545 丙烯03486 正丁烷02427 正丁烯O2598 正戊烷02039 正戊烯O21710 ，正己烷016711 正己烯017012 正庚烷014313 正庚烯014614 正辛烷012515 正辛烯0128922计算根据峰面积计算出试样中各组分的含量，再分别计算FID与TCD两通道各组分的含量之和，以检查其是否为100，若试样中两通道各组分含量之和都达到98

16、0010200，用式(2)、式(3)和式(4)分别计算试样中以甲烷关联的各组分含量的归一化值。1)H：、N：、CO、CO：及CH。组分的含量V。一5垒；P堕i；舷t。2)C：cs各组分含量V。一半100r=皇垒乏乏男警+(A。，。)m8(3)10测试精密度GBT 27885-20 11组分i的体积分数，；组分i的峰面积，单位为平方厘米(cm2)；组分i的相对校正因子；甲烷的峰面积，单位为平方厘米(cm2)；甲烷的相对校正因子；甲烷关联的归一化总面积用甲烷关联的FID与TCD两通道间的响应比；组分i在TCD上的相对校正因子与峰面积之积，单位为平方厘米(cm2)组分i在FID上的相对校正因子与峰面

17、积之积，单位为平方厘米(cm2)。101重复性在同一实验室，由同一操作者使用相同设备，按相同的测试方法，并在短时间内对同一被测试样相互独立进行测试获得的两次独立测试结果的绝对差值应符合表6要求。102再现性在不同的实验室，由不同的操作者使用不相同的设备，按相同的测试方法，对同一被测试样相互独立进行测试获得的两次独立测试结果的绝对差值应符合表6要求。表6分析结果的重复性限和再现性限组分含量(体积分数) 重复性限(体积分数)蹦 再现性限(体积分数)Oo1 o03 o05o11o O 10 O 201o5o o20 o305O25 o40 o5025 o70 o8011试验报告试验报告至少应包括以下信息a)试样标识b)依据标准；c)使用的方法；d)试验结果；e) 与标准的任何偏离；f)试验中出现的异常现象；g)试验日期。舞2；|；uA厶钆山r丛一兰