气相色谱技术在煤制油产品检测中的应用

气相色谱技术在煤制油产品检测中的应用

严晓玲  张翠  张建奎  刘娜

陕西延长石油榆林煤化有限公司   陕西榆林  719000

摘要：色谱技术是一种物理化学性质的差异，对多组分混合物进行分离和测定的分析技术。其技术应用领域广泛，在煤化工分析中运用气相色谱技术能够提高分析数据的可靠性与及时性，为开展分析工作提供了很多便利。本文主要论述气相色谱技术在煤制油产品检测中的应用。

关键词：气相色谱技术；煤制油工艺

1色谱分析法简介

色谱分子法是一种物理的分离方法其分离原理是将被分离的组分在两相间进行分布，其中一相是具有大表面积的固定相菊粉，另一相是推动被分离的组分流过固定相的惰性流体，叫流动相。当流动相载带被分离的组分经过固定相时，利用固定相与被分离各组分产生的吸附作用的差别，被分离的各组分在固定相中的滞留时间不同，使不同的组分按一定的先后顺序从固定相中被流动相洗脱出来，从而实现不同组分的分离。

2气相色谱法的特点

色谱分离能够实现的内因是由于固定相与被分离的各组分的吸附作用的差别，其宏观表现为吸附系数的差别，其微观解释就是分子间相互作用力的差别。实现色谱分离的外因是由于流动相的不间断的流动，使被分离的组分与固定相发生反复多次的吸附解析过程，这就使那些在同一固定相上吸附系数只有微小差别的组分在固定向上移动速度产生了很大的差别，从而达到了各个组分的完全分离。   

色谱分析法具有物理分离方法的一般优点，即进行操作时不会损失混合物中的各个组分，不改变原有组分的存在形态，也不生成新的物质。气效色谱法的主要特点是选择性高、分离效率高、灵敏度高、分析速度快。选择性高是指对性质极为相似的烃类异构体、同位素、旋光异构体具有很强的分离能力；分离效率高是指一根2米的填充柱可具有几千个理论踏板数一根25米的毛细管柱可具有十105～106块理论塔板数，能分离沸点相当接近和组分复杂的混合物。例如，一根25米毛细管柱可以分离汽油中50～100多个组分。

3煤制油工艺

煤制油工艺是以 CO 和H2为原料通过费托合成反应，经加氢合成技术生成液化石油气、稳定轻烃、煤基费托轻蜡、煤基费托重蜡以及生产过程中产生的废水中会产生大量低碳链醇类物质，反应过程中严格控制煤制油产品组分及含量。

主反应： n CO  + 2nH2  →（－CH2－）n + nH2O + 170kJ/mol *

副反应： n CO  + 2nH2  → CnH2n+1OH + (n-1)H2O ＋ Q   醇反应

         CO  + H2O   → CO2 + H2＋ Q                变换反应

         CO  + 3H2   → CH4＋H2O ＋ Q              甲烷化反应

4 气相色谱分析的应用

4.1 气相色谱分析在液化石油气组分检测方面的应用

对于纯烃液化石油气样品，通过闪蒸仪均匀汽化后进样，采用单柱单阀单检测器系统(系统1)进行试样分析,使用添加强极性脱活盐的Al2O3色谱柱进行洗脱，通过FID检测器检测，根据色谱峰面积数据，利用液化石油气校正样品，用校正归一化法计算各组分的体积分数。

液化石油气组分测定图谱

4.2 气相色谱分析在稳定轻烃、煤基费托轻蜡、煤基费托重蜡组分检测方面的应用

稳定轻烃、煤基费托轻蜡、煤基费托重蜡主要成分是烃类和醇类物质，用19091J-413毛细管色谱柱，通过程序升温使得烃类、醇类物质完全分离，通过FID检测器检测从而测定其含量。

稳定轻烃组分测定图谱

煤基费托轻蜡测定图谱                  

煤基费托重蜡组分测定图谱

4.3气相色谱用于煤制油废水中醇类的测定

煤制油废水中会产生大量的低碳链醇类物质，醇类物质含量高，在废水处理过程中会导致生物粘泥活性降低，因此严格控制废水中的醇类物质，可以采用分析速率高、准确性高的气相色谱分析法。用19095N-126毛细管色谱柱进行洗脱，以仲丁醇为内标物，采用分流/不分流进样口进样温度设为200℃，柱箱温度设为240℃,检测器温度设为250℃。分流比30:1。分流流量150ml/min。通过FID检测器测定各醇类的含量。

5结束语

总之，随着化工行业市场竞争的日益激烈，煤化工产业是我国化工领域的一大分支，气相色谱法已成为煤化工分析工作中的一项核心技术，能够在极大程度上提升煤化工分析时的工作效率，在确保提升煤化工气体分析的精确性及精密性的前提下，要充分考虑各方面的因素，不断深化气相色谱法在煤化工分析领域的利用，开创绿色发展的新格局。

参考文献：

[1]杨宁.煤化工废水分析中应用气相色谱法的分析与研究[J].煤化工与甲醇，2016，42（11）:7-8.

[2]于世林，杜振霞.化验员读本（仪器分析）.-5版.北京：化学工业出版社，2017，294-295.