Способ подготовки угольного адсорбента для газохроматографического анализа

 

Изобретение относится к способу подготовки угольного адсорбента для хроматографии и обеспечивает возможность анализа примеси ацетилена в углеводородах. Колонку заполняют активированным углем и при температуре 700-900 с осаждают пироуглерод в количестве , не превышающем 1 мас.%, путем пиролиза метана. Охлаждают колонку до и анализируют смесь, содержащую примесь ацетилена. Затем сорбент насыщают ацетиленом и вновь проводят анализ смеси, содержащей примесь ацетилена. Если результаты анализа не совпадают, то наносят очередную порцию пироуглерода в количестве не более 1 мас.%. Описанные операции повторяют до совпадения хроматографических характеристик сорбента с нанесенным пироуглеродом и того же сорбента, насыщенного ацетиленом . 1 ил., 1 табл. $ 1(Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (l11 (бц 4 G О1 N 30/50 30/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (53) 543.544 (088.8) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3987602/23-26 (22) 09. 12.85 (46) 23.07.87. Бюп. У 27 (71) Научно-производственное объединение "Нефтехимавтоматика" и Институт физической химии АН СССР (72) А.М.Зеликман, Д.В.Федосеев, С.П.Внуков, А.К.Давыценков, В.Н.Липавский, Б.А.Аникин и IO.Ê.Ñèлаков (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ УГОЛЬНОГО АДСОРБЕНТА ДЛЯ ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО

АНАЛИЗА (57) Изобретение относится к способу подготовки угольного адсорбента для хроматографии и обеспечивает возможность анализа примеси ацетилена в углеводородах. Колонку заполняют активированным углем и при температуре

700-900 С оса:кдают пироуглерод в количестве, не превьппающем 1 мас.Х, путем пиролиза метана. Охлаждают колонку до 100 С и анализируют смесь, содержащую примесь ацетилена. Затем сорбент насьпцают ацетиленом и вновь проводят анализ смеси, содержащей примесь ацетилена ° Если результаты анализа не совпадают, то наносят очередную порцию пироуглерода в количестве не более 1 мас.X. Описанные операции повторяют до совпадения хроматографических характеристик сор-, ф бента с нанесенным пироуглеродом и того же сорбента, насьпценчого ацетиленом, 1 ил., 1 табл.

1325356

Способ осуществляется следующим образом.

С помощью вакуум-насоса 5 при открытом клапане 4 заполненную адсорбентом колонку 3 вакуумируют, создавая в электропечи 1 с помощью регулятора 2 температуры температуру ь

830 С, достаточную для пиролиза углеродсодержащего газа, в качестве которого используется метан.

Изобретение относится к способу обработки угольного адсорбента и может быть использовано для газохрома» тографического анализа примеси аце5 тилена в углеводородах.

Цель изобретения - обеспечение воэможности проведения анализа примеси ацетилена в углеводородных смесях. 10

На чертеже представлено устройство для подготовки угольного адсорбента.

Устройство содержит электрическую нагревательную печь 1 с регулятором 2 температуры, внутри которой размещена 15 заполненная обрабатываемым образцом активированного угля колонка 3, выполненная из жаропрочного материала.

Выход колонки 3 через клапан 4 связан с вакуум-насосом 5, а через клапан 6 - 20 с высокочувствительным пламенно-ионизационным 7 детектором, размещенным в термостате 8.

Электрический выход детектора 7 связан с регистратором 9.. Устройство 25 также, содержит газовый баллон 10 с газом-носителем (азот М ), газовый баллон 11 с чистым газом (ацетилен

С Н ), являющимся целевым компонентом пробы, газовый баллон 12 с углеводородным газом (метан СН ) .

На выходе газового баллона 10 установлен дозатор 13 анализируемого продукта, а на выходах газовых баллонов 11 и 12 - соответствующие ре35 гуляторы 14 и 15 подачи. Выходы дозатора 13 и регуляторов 14 и 15 подачи газов связаны с входом колонки 3 через соответствующие эапорные клапаны 16-18.

Перед заполнением колонки 3 подлежащий обработке образец просеивается с целью выделения из него фракции с размером частиц в пределах

0,25-0,30 мм. Для создания плотного слоя адсорбента колонка 3 во время заполнения ее обрабатываемым образцом подвергается вибрации.

Подготовка угольного адсорбечта включает в себя несколько циклов, каждый из которых осуществляется следующим образом.

Открывают клапан 18 (при этом клапаны 16 и 17 закрыты, а кран 4 открьгг) и иэ баллона 12 через колонку

3 пропускают метан.

В результате пиролитического разложения метана выделяется свободный углерод (пироуглерод). Осаждение заданного количества пироуглерода (не более 1 мас.7) за каждый цикл обработки угля обеспечивается пропусканием через подготавливаемый уголь расчетного количества углеводорода (метана) .

Расчет ведется по уравнению разложения метана

СН4 С + 2Н

После пропускания расчетного объема метана и оснащения заданного количества пироуглерода (1 мас.Ж) клапан 18 закрывают и охлаждают колонку 3 до температуры анализа пробы, содержащей ацетилен. Открывают клапан

16 (клапаны 4 и 17 закрьггы) и с помощью дозатора 13 вводят в колонку 3 пробу анализируемого продукта (этанэтиленовая фракция или примесь ацетилена (10 ч. на млн) .в азоте). Проводят на подготавливаемом адсорбенте первый контрольный газохроматический. анализ введенной пробы, результаты которого фиксируют в виде площади пика F на регистраторе 9. Затем открывают клапан 17 (клапан 16 закрывают), с помощью регулятора 14 подачи продувают адсорбент колонки 3 ацетилена. Открывают клапан 16 (клапан 17 закрывают) и вновь вводят в колонку 3 пробу анализируемого продукта, после чего проводят второй контрольный гаэохроматографический анализ, результаты которого фиксируют в виде площади пика F íà регистраторе 9.

Полученные результаты контрольных гаэохроматографических анализов сравнивают между собой в соответствии с уравнением

F1 — F3

П

Р где П вЂ” поглотительная способность адcорбента;

Площадь пика, мм, в контрольном анализе

Время удерживания

Поглоти

Количесттельная способность П во осажденного пироуглерода, мас.У. ацетилена, мин втором первом доли

50

0,6

6,10

49,8

0,21

5,90

0,04

5,64

3,5

36

0,02

5,55, 5,43

48,9

48,8

0 з 13253

F< — площадь пика в первом контрольном анализе;

F — площадь пика во втором контрольном анализе.

На этом цикл обработки подготавливаемого адсорбента заканчивается.

Если при сравнении результатов контрольных анализов, проведенных в одном цикле подготовки, поглотительная способность П не равна нулю, то цикл операций повторяют в указанной последовательности до совпадения результатов контрольных анализов в одном из циклов. Совпадение результа- 15 тов контрольных, анализов будет соответствовать нулевому значению поглотительной способности подготавливаемого адсорбента при минимально возможном количестве пироуглерода, осаж- 20 денного в адсорбенте ° Для обеспечения более точного достижения минимального количества пироуглерода, осаждаемого в адсорбенте. достаточного для блокирования активных цент- 25 ров, взаимодействующих с ацетиленом, при приближении в одном из циклов обработки поглотительной способности адсорбента к нулевому значению, осаждение пироуглерода в последующих цик- 30 лах ведут уменьшенными порциями (по

0,3-0,5 мас.X).

После окончания подготовки адсорбента последний извлекается из колон56

4 ки и может быть использован для проведения газохроматографических анализов микропримеси ацетилена, избирательно поглощаемого активированными углями.

Пример. Процесс осуществляют в следующих условиях.

Обрабатываемый уголь — активиро" ванный уголь марки СКТ-4, просеянный через сито с отверстиями 0,25-0,3 мм.

Колонка — трубка с внутренним диаметром 3 мм, заполненная обрабатываемым углем в количестве 10 r. Углеводородметан, чистый, газообразный. Температура пиролиза 830 С, температура анализа 100 С. Анализируемыи продуктпримесь ацетилена (10 ч. на мпн) в азоте. Объем пробы анализируемого продукта 1 см, объем пробы целевого продукта для продувки колонки 10 см .

Газ-носитель - азот с расходом

15 см /мин. Детектор — пламенно-иониэационный. В соответствии с уравнением пиролиэа объем метана, необ» хадимый для осаждения пироуглерода s размере 1 мас.Х, составляет

187 смз

Результаты циклической обработки образца активированного угля марки

СКТ-4 сведены в таблицу.

Способ подготовки угольного адсорбента для газохроматографического анализа, включающий нанесение пироуглерода путем пиролиэа углеводороСоставитель Т.Чиликина

Техред J1.Ñåðäþêîâà Корректор В.Бутяга

Редактор А.Коэориэ

Заказ 3043/38 Тираж 77б Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-. полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 13253

Таким образом, предложенный способ позволяет получить адсорбент с нулевой поглотительной способностью по отношению к ацетилену при минимальном количестве нанесенного пироуг.лерода, что обеспечивает воэможность анализа примеси ацетилена в углеводородах.

Ф о р и у л а и з о б р е т е н и я .10

56 6 да в колонке с угольным адсорбентом о. при 700-900 С, охлаждение колонки до температуры анализа и хроматографический контроль полученного продукта, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности проведения анализа примеси ацетилена в углеводородных смесях, нанесение пироуглерода осуществляют в несколько приемов до совпадения хроматографических свойств получающегося сорбента с тем же сорбентом, насыщенным избытком ацетилена, причем количество нанесенного пироуглерода не должно превышать 1 мас.Ж за один прием.