Способ анализа жидких смесей

 

СПОСОБ АНАЛИЗА ЖШШ1Х ; СМЕСЕЙ, заклкпающийся в распаореюш жидК смеси в фиксированном объеме высококипящего растворителя, отборе равновесного пара над ним и вводе пара в потоке газа-носи теля в детектор, отлич ающийся тем, что, с целью упрощения технической реализации способа, ввод равновесного пара в детектор проводят непрерывно путем выдувания его потоком газа-носителя, снимают кривую зависимости давления пара от времени t, чнсле1шо разлагают ее на сумму экспоненциальных кривых а е X р (-Ь t), из которых находят значения коэффициентов а, и Ь, при этом давле. нне насьпценных паров cf и исходную концентрацию wf отдельных компонентов находят по формулам jj а; Ь, ь,Т Г с SS где V - скорость продувки; Np- число молей растворителя.

09) (10

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Н НН

РЕСПУБЛИН

З Ю 6 01 И 3108. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !"

Н ILBTOPCHOMV CI PCCTCIOCTRV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРИТИЙ (21) 3513101/23 — 25 (22) 18.11.82 (46) 15.02.84. Бюл. Н 6 (72) Г. Л. Аранович, А. А. Жуховицкий и С М. Яновский (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт хроматографии (53) 543.544(088.8) (56)1. Коган В. Б. и др. Равновесие между жидкостью и паром. М.-Л., "Наука", 1966, а,8— - И..

2. Хвхенберг Х., Шмидт А. Газохроматогра. фический анализ равновесной паровой фазы.

М., "Мир", 1979, с. 56. (54) (57) СПОСОБ АНАЛИЗА ЖИДКИХ

СМЕСЕЙ. заключающийся в растворении жидкой смеси в фиксированном объеме высококнпящего растворителя, отборе равновесного пара над ним и вводе пара в потоке газа-носителя в детектор, отличающийся тем, что, с целью упрощения технической реализации способа, ввод равновесного пара в детектор проводят непрерывно путем выдувания

er0 потоком газа-носителя, снимают кривую зависимости давления пара от времени t, численно разлагают ее на сумму экспоненциальных

rT кривых а,ехр (— Ь„t), иэ которых находят значения коэффициентов а; и Ь,, при этом давле.. нне насьпценных паров c н исходную конценр

1 трацию И; отдельных компонентов находят по формулам у о) с =Ь-,И = .. ч о P o

Np — число молей растворителя.

Изобретение относится к способам качественного н количественного анализа жидких смесей и может быть использо»зно в химической, нефтехимической, приборостроительной и в других областях народного хозяйства, 5

Известен способ анализа жидких смесей, основанный на использовании равновесных характеристик между жидкой смесью и ее паром, например давлением равновесного пара и составом смеси (1). iG

Однако известный способ имеет практическую значимость лишь при анализе бинарных. смесей. Анализ уже трехкомпонентных смесей сопряжен со значительными трудностями и не всегда однозначен, Для реализации этого способа требуется калибровка.

Наиболее близким к изобретению является способ анализа жидких смесей, заключающийся в растворении жидкой смеси в фиксированном объеме высококипящего растворителя, отборе равновесного пара над ним и вводе пара в потоке газа-носителя в детектор (2), Однако для определения качественного и количественного состава исходной смеси перед вводом пара в детектор требуется предварчтельное хроматографическое разделение компонентов равновесного пара. Это усложняет техническую реализацию способа.

Цель изобретения — упрощение технической реализации способа.

Цель достигается тем, что согласно способу анализа жидких смесей, заключающемуся в раст вореиии жидкой смеси в фиксированном обьеме высококипящего растворителя, отборе равновесного пара над ним и вводе пара в потоке газаиосителя в детектор, ввод равновесного пара в З5 детектор проводят непрерывно путем выдуваиия его потоком газа-носителя, снимают кривую зависимости давления пара от времени t, численно разлагают ее на сумму зкспоненцизльных кривых - а exp (-Ь; 1), из которых находят зна- @ чения коэффициентов з, и Ь„, при этом давление насыщенных паров с-„ и исходную концентрацию М„отдельных компонентов находят

О по формулам о, р o eat 45 с. = Ь вЂ” и = —, ч

7 1 где v cKopocòü продушси

Np — число молей растворителя.

Сущность изобретения состоит в следующем.

Рассмотрим процесс выдувз»пш смеси из разбавленного раствора. Так как раствор разбавленный, то выполняется закон Рауля с (i) = с о и1Ж з 1 ц где С9 — давление нзсь>щенного пара 1-Го ком( понента; $

c„(t) — давление пара i-го компонента над раствором в момент времени t;

Ес>п откуда

2 — число молей ристворитель:, — ысло молей j -го компонента в растворе в момент времени t (Npy).И ). продувка осуществляется со скоростью

aN (tl с9и,tt> и >, < > (3)

Мр где A = й„ (0) = й; — число молей i-ro компонента в растворе в начальный момент времени (исходная к онцентрация) .

Если имеется и компонентов, то результирующая (регистрируемая детектором) концентрация паров смеси над раствором с (t) определяется соотношением и NQ соч

С реза=, - С; exp — — ; . (4)

Йр » Np

Таким образом, нам известна суммарная кривая с (t), требуется найти составляющие ее

СлзГземые

В >tp (Ь1»1 > гд с»„= — Со;Ъ„=

Рассмотрим величину (т ) = среъ(т) e»P (h ° t), Где h — ваРьи руемый параметр, больший нуля, и построим семейство коивых& (t) при различных h.

Очевидно, что при малых h величина 3Ь (t) будет монотонно убывать, но при значении h, % большем олределеннои величины h, на кривой

4 >,, (t) появится участок монотонного роста.

Это значение h определяет минимальный из всех коэффициентов Ь . Само же значение ), (1) при больших t (строго говоря при

t t>o) определит коэффициент з„. Таким образом, из суммарной кривой и

СреФ=ч:

»=1 выделяют слагаемое с ми>шмальным значением

Ь;, Затем из сре (t) следует вычесть з;е" а из получившейся зависимости опять вьще-Ь t лить член а e с минимальным значением

b > (среди оставшихся членов суммы). Таким образом находятся все коэффициенты а и

Ь,, по которым определяются величины с„. и и

Np 0 с =Ь вЂ”, N = — v.

t V

Нз фиГ. 1 представлена ззвисимос!ъ с ре от времени и ее оспенное разложение на семейства экспоненциальных кривых для нахождения коэффициентов a и Ь„ ; нз фиг. 2— то же, коэффициентов а> и Ь>, на >иг. 3— то же, коэффициентов а> и b>, на фиг. 4— то же, коэффициентов аi и b .

0 0,02 0,025 0,03 0,035 0 0,055 0,07

0,1

-Кривая Н

10 11 12 13 14 15 16 17 18

0 0 1 0 125 0.15 0,2 0 0 15 0,19 0,2

-t==

| тически соВпадахицие с известными значениями длЯ ВЭЯтых углеводородов (Т 70 С). зо

Таблица 2

По значениям b рассчитывают давления насьпценных паров компонентов (табл 2), пракПолученные знаИзвестные знароцентное содержа

te в смеси (%) Углеводороды чення давления чення давления насыщенного пара, насьпценного пара, мм рт. ст. мм рт. ст.

1 взятое определенное

780

6 4

67

760

С7Н16

290

СН }Нго

115

Как видно из табл. 2, полученные значения «5 из любого числа компонентов. В способе пе давления насыщенных паров и процентного требуется предварительная калибровка, просто содержания компонентов в исходной смеси его аппаратурное оформление. отличаются от истинных не более, чем на 6%. Кроме того, возможно широкое применение

Таким образом, предложенный способ ноз- способа в различных областях промышленности, воляет получать информациюо качественном 1 50 связанных с производством и/или анализом и количественном составе смеси, состоящей различных смесей органических веществ.

3 1073701

Опыт пРовоДЯт в теРмостате хРоматогРафа .1 (фиг.1). Полученную с,() разлагают на семейЦВЕТ вЂ” 100. В качестве исходной берут смесь ство экспоненциальных кривых 2 — 5 при значениях углеводородов СЬН 4, СтН16, С8Н18, СчН го ВаРЬИРУЕМОГО ПаРаМЕтРа "» ПРНВЕДЕННЫХ В вЂ” . в мольном отношении соответственно 68:14:11:7. сводной для всех фигур табл, 1. Из указанного

В качестве газа-носителя используют гелий, 5 семейства находят коэффициенты а 0,025. и скорость продувки составляет 20 см /мин, b, 29 в относительных единицах. температура и 70 С. На фиг. 2 приведено семейство кривых

Исходную смесь растворяют в 1 см сква- fh (t), полученное для зависимости лана до концентрации 5 — 7% и помещают в с раз(т)- сй,е < . Иэ него находят аг 13, баРботеР с фильтРом Шота (ДлЯ РавномеРного 1Р Ьг = 0,055. На фиг. 3 пРеДставлено семейство продувания) . кривых f (т) для

-Ъ И

Состав равновесного пара непрерывно меня- а е < и иэ него получают значения а. 23, ют путем выщвания смеси иэ раствора газом- Ьз = 0,125. На фиг. 4 дано семейство кривых

-b ° -Ък Ъ носителем Выдуваемый равновесный пар в пото-, 1 (т) для срв (t) — а e -iq — à e, поКс газа-носителя непрерывно подают в катаро- )5 лучают значения а4 25,Ь4 0,19, Значения метр (ток накала 100 мА), а показания катаро- коэффициента h для соответствующих номеров метра регистрируют самописцем в виде кривой кривых приведены в табл. 1.

Таблица ср„(1) l

)IQ73701

tovsvo>

ionvoi

Составитель H. Клешнина

Техред М.Гергель Корректор В. Бутяга

Вдактор M. Келемеш

Подписное

Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 322/44 1ираж ф23

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S