气相色谱法分析液化石油气组份的含量

气相色谱法分析液化石油气组份的含量

马国军

（中国石油大庆炼化公司检验监测中心 黑龙江省大庆市163000）

摘 要：采用气相色谱-火焰离子化检测器（GC/FID）法，对液化石油气的组成进行了分析，在石油化工的发展过程中，含氧和含氮化合物的添加剂也日益增多，作为一种新型的洁净新能源，DME已被广泛应用于石油、天然气等民用燃油中。但是，目前市场上所用的家用液化石油气瓶，因其腐蚀性强，不宜用于生产；LPG的主要成分是C3和C4两种烃类，而二甲醚是一种醚类的含氧物，在燃烧过程中需要的氧含量也不一样，所以对煤气灶的气口有一定的需求，这样就有可能出现熄火的情况；另外，由于其在市面上的成本较低，因此在液化石油气中掺入DME将会带来巨大的经济效益。

关键词：液化石油气；气相色谱；校正因子

引 言

液化石油气是指以C3到C4为主的油气混合物，LPG 是我国国民经济和社会发展的基础能源，在全球经济活动中占有举足轻重的位置，石油天然气需要在特殊的、封闭的环境下输送、贮存，而且要同时存在气－液两相间，这就增加了样品采集和成分测定的困难，LPG通常可划分为液态、液态及混合型。其中，以丙烷丁烷为原料，以特定的比例进行混炼，但由于LPG中的丙烷丁烷的成本差别较大，所以必须尽量确保LPG成分的准确性。在参考了国际上关于 LPG组份的研究成果后，发现目前我国对LPG的研究多是基于气相色谱热导仪，而对于液化气体中的炔烃则不能进行准确的测定，利用氢气火焰电离检测器（FID）分析液化气体组份‚可准确、简便地对液化气体中的烷烃、烯烃及炔烃进行分析。

一、实验一

（一）仪器及试剂

气相色谱法HP6890。载气：纯度>99.995%的氮气；气体：氢，纯度大于99.95%的气体；气体：空气.混合气体标样，纯度大于99.99%。

（二）液化石油器气工样作品条从件进口船舶上采取

依据要被测定的靶物，对不同的层析分析参数进行了调整，具体的操作条件有：蒸发箱温度180摄氏度；采用 HHP PLOT/Al2O330m×0.53毫米 x15.0µ m；柱流率：3.0毫升/分钟；柱温：50～5分钟，10~ min,130°C.样品体积：4µ L，分流比例为10:1。

（三）样品的测定

将液态液化气样本冲洗至气态样本袋，使其充分汽化后，根据1.2进行层析。

（四）测定

根据 Fi=(mi/Ai)/(m丙烷/A-丙烷)，将液化气体中的各种成分与丙烷的品质修正系数进行比较，并以 Wi (%)=[fi× Ai/∑（fi× Ai）]×100求出液化气体中各组份的质量含量百分比。其中：f－气体的相对品质修正系数； mi——气体的品质； Ai——气体的峰值面积；m-pro-propene-propylene的重量；A 丙烷-丙醇的峰值区域；Wi (%)－气体中 i成分在液态气体中所占的比例。

（五）结果与讨论

1.本方法与标准中测试方法的比较

按国家标准 GB/T10410.3、ASTD2163中《用 TCD检测器》测定液化气体成分的方法；不采用乙炔法；利用火焰离子化检测器对液化石油气中的炔烃进行了高灵敏度的分析，能较好地实现对液化气体的全成分的测定，并能较精确地计算出各成分的含量。

2.液化气各组份相对质量校正因子的测定

配制的标准气体样品测定了各组份的相对质量校正因子结果。

3.液化气分析样品的制取

本实验所使用的液化气体样本由引进船上提取后，贮存在卡片容器内，液化气均为气液并存，其成分以丙烷和丁烯为主，比丁烷更易挥发，制备分析试样时要从液态部位提取试样，测试显示，若采气取样，测得丙烷量较高。

4.测试方法的精密度试验

在检验其相对品质修正系数时‚，将已配好的气体试样做10个测量，其标准差及变异系数。

二、实验二

（一）仪器与试剂

气相色谱为 Agilent 7890 B；载气是氮，其含量大于99.995%；选用了纯度大于99.95%的气体——氢；通过优选出的标样，其质量分数可达99.995%以上[1]。

（二）实验环境

该试验的所有试验条件均有清晰的规范。

（三）液化石油气各组份相对质量因子

本研究以甲烷、乙烯和乙烷为研究对象，对其进行了测定，并对其进行了色谱测定。

（四）定性分析

在定性方面，应当主动地以混合气体的内标校正值为中心进行试验测定，假定 LPG中的杂质成分可以用i表示，那么其相对品质修正系数表示如下：其中fi表示相对品质修正系数；表示用于标定的标样中的气态成分i的品质参数；表示参考值R的质量百分比；AR表示监控时刻参考源R所测得的峰参数；Ai表示气相i的峰值面积参量[2]。在LPG成分的测定过程中，根据以上的计算方法，得出了天然气修正系数的计算方法。

（五）结果

1.各组份相对质量校正因子的确定

在试验分析时，根据以上的方程式进行了计算，对以上物质的质量分析结果进行了测定，这些物质的质量分析的结果是：CH4 (1.07)，乙烷1.03，乙烯0.96，丙烷1.01，异丁烷1.01,0.98。本项目拟以标样为研究对象，依据试验法，通过多组数据的归一化计算，获得各成分的品质指标，并测定各成分的标准差，得到各成分的标准差，即0.04,0.04,0.01,0.03,0.04，均在0.05以内，表明该数据分析方法具有良好的重复性和可分析性。

2.精密度实验

为深入理解LPG成分特性，通过测定其相对品质修正因子，并对有关资料的误差和资料特性进行比较，得到其变化规律。最后的试验数据表明，文中测定的5种气体的变异系数各不相同，分别是：甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、异丁烷的变异系数分别为0.694、0.599、0.605和0.509。

结束语

综上所述，由以上试验结果可知，GC方法对LPG成分的测定起到了很大的帮助，其测定的准确性和有效性都很先进，而且每种气体从注入最终得到成品的时间很短，所以我们认为GC方法可以满足大多数试验的需要。利用GC技术对LPG成分进行检测时，应认识到LPG各组份组成的差别，明确各成分间的差异性。在试验中要严格进行质量监控，在采用GC方法进行LPG成分的检测时，一定要将外界环境的因素纳入进来，以便对试验的内容进行及时的调整，从而提高检测结果的准确性，利用GC对LPG成分进行检测是可行的，可以迅速测定出其成分，而且其测定的准确性也能保证，是LPG成分分析的重要方法。

参考文献

[1]罗金涛,姚晓瑞.气相色谱法分析微量硫化氢、羰基硫条件优化研究[J].能源科技,2023,21(06):92-96.

[2]刘荣,吴宇,林杨杰等.不同进样方式对气相色谱法测定液化石油气组成结果的影响[J].化学分析计量,2022,31(12):59-64.

作者简介：马国军,男,1974.7.20,中国石油大庆炼化公司检验监测中心班长,技师,从事检验分析工作