АНАЛИЗ СМЕСИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ МЕТОДОМ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

АННОТАЦИЯ

Состав смеси углеводородных газов определяли методом газожидкостной хроматографии. В данной работе мы разделили смесь углеводородов C₁-C₄ несколькими методами: газовой адсорбцией, газожидкостной хроматографией или с использованием модифицированных адсорбентов.

ABSTRACT

The composition of the mixture of hydrocarbon gases was determined by gas-liquid chromatography. In this work, we separated a mixture of C1-C4 hydrocarbons using several methods: gas adsorption, gas-liquid chromatography, or using modified adsorbents.

Ключевые слова: газ-жидкость, парафин, адсорбент, углеводород, целлогель, бутилен, бутадиен.

Keywords: gas-liquid, paraffin, adsorbent, hydrocarbon, cellogel, butylene, butadiene.

Газовая хроматография широко применяется при анализе смесей углеводородов. Анализ смеси углеводородов со схожими свойствами традиционными методами менее эффективен, они слабы с точки зрения селективности и даже если их можно использовать, они требуют много времени для анализа. Газовая хроматография отвечает требованиям высокой эффективности и скорости анализа. В настоящее время существуют жидкие фазы, селективные по отношению к определенным компонентам и их группам. Изучены методы разделения смесей, состоящих из полиионных углеводородов. [1,2]

Кизельгур, измельченный до размера зерен 0,25–0,50 мм, пропитывают жидким диизоамилфталатом в количестве 15 % от массы твердой фазы и после приготовления помещают в колонну диаметром 6 мм и длиной 6 м.

Рисунок 1. Разделение низших углеводородов на алюминиевом геле (длина колонны 6,6 м)

С целью сокращения времени удерживания бутилена и бутадиена температуру адсорбента повышают с 23°С в начале анализа до 155°С в конце. [2,3].

Активированный уголь — удобный абсорбент для разделения простейших углеводородов или их несложных смесей.

 В этом случае достаточно коротких столбиков длиной 35 см. Такие углеводороды удобнее разделять в модифицированных адсорбентах, а разделения практически всех углеводородов можно добиться в относительно коротких колонках.           

Углеводороды C1-C4 можно разделить в колонне диаметром 6 мм и длиной 4 м, заполненной алюмосиликатом (3-5%), пропитанным обработанным щелочью алюмосиликат-дибутилфталатом. Вместо этого заряженного вещества можно использовать силикагель, пропитанный диоктиловым эфиром себациновой кислоты (1,5% по массе).

Ацетиленовые углеводороды разделяют в колоннах длиной 2 м, заполненных диоктилфталатом (40%) алюмогелем, газом-носителем азотом при 25°С. Удобная жидкая фаза, используемая для полного разделения углеводородов, представляет собой диметилформамид (40 частей на 100 частей носителя). Длина колонки 4 м, температура 0°С, газ-носитель гелий, скорость потока 60 мл/мин.

В сильнополярной жидкой фазе пропилен выходит после изобутилена, ацетилен выходит после бутилена и метилацетилен выходит со временем удерживания в два раза большим, чем ацетилен.

Пропиленкарбонат хорошо отделяется в бутиленовой колонне длиной 16,5 м. Заслуживает внимания применение метода газовой хроматографии при контроле производства нерафинированного этилового спирта в процессе дегидрирования этилового спирта. Условия анализа следующие: длина колонки 2 м, динонилфталат (31%), температура 26оС, газ-носитель-водород, скорость потока 40 мл/мин. Промышленное производство этана и промежуточных продуктов в колонке длиной 22 см, заполненной активированным углем в качестве газа-носителя, оксида углерода (Р) 0,7 мл/мин. От потока, используя, отделяется при 22оС. [1,2,3].

Присадки в ацетилене определяли по Рэю в колонке, заполненной активированным углем.

Исследование проводили методом газовой хроматографии XL-4. Детали инструмента изготовлены из нержавеющей стали.

Для выбора оптимальных условий разделения определяли зависимость времени удерживания отдельных компонентов от температуры и длины колонки. Время удерживания компонента-газ-носитель 50 мл/мин. При употреблении Полисорб-1 указан ниже: [2,4].

Таблица 1.

Время удерживания

В результате исследования этой зависимости были выбраны следующие условия разделения: полисорб-1 с фракцией 0,25–0,5 мм, колонка длиной 6 м с внутренним диаметром 4 мм, температура 120 °С, скорость газа-носителя. 3 л/ч, ток детектора 140 мА. [3,4].

Компоненты смеси покидают колонну в следующем порядке в течение 10 минут: метан, углекислый газ, этан, сероводород, пропан, метанол, изо-, н-бутан, изо-, н-пентан.

Рисунок 2. Разделение природного газа, содержащего сероводород, углекислый газ, метанол, на компоненты [2,3]

Список литературы:

1. Дергачев А.А. Синтез алифатических и ароматических углеводородов из низкомолекулярных олефинов и парафинов на цеолитных катализаторах // Химия твердого топлива. -1998.-№ 6. -С . 4-22.
2. Восмериков А.В. Современные технологии переработки пропан-бутановой фракции // Нефтегазовые технологии. - 2000. - № 4. - С. 31-33.
3. Миначев Х.М., Усачев Н.Я., Удут В.Н., Чодаков Ю.С. Окислительная конденсация метана – новый путь синтеза этана, этилена и других углеводородов. //Успехи химии. -1988. –т.57. –С.385-404.
4. Daneshpayeh M., Khodadadi K., Mostoufi N., Mortazavi Y., Talebizadeh A. Kinetic modeling of oxidative coupling of methane over Mn/Na₂WO₄/SiO₂ catalyst // Fuel Processing Technology. -2009. -V.90. -N.3. -P.403-410.