[发明专利]确定混合气体含量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种确定混合气体含量的方法。

背景技术

在石油化工、煤化工领域等诸多化工生产过程中，经常需要对含有永久气体(氢气、氧气、氮气、一氧化碳、二氧化碳)和低碳烃类的混合气体进行分离分析工作。近年来，由石油资源生产乙烯、丙烯的成本不断增加，人们开始大力发展替代能源转化技术，如含氧化合物转化制烯烃(OTO)的工艺，特别是由甲醇转化制烯烃(MTO)的工艺受到越来越多的重视。甲醇转化制烯烃的气相产物中组分复杂，除了包括低碳烃类和永久气体外，还含有少量的含氧化合物等。目前，国内外分析工作者在这方面进行了大量的分析工作。

CN101650351A专利中采用PoraPLOT Q柱分离氢气、甲烷等气体后在5A分子筛柱上进一步分离，通过脉冲氦离子化检测器完成氢气、甲烷测试，在甲烷气体流出PoraPLOT Q柱后，由两位三通电子切换阀将气流分割，使经PoraPLOT Q柱分离后的二氧化碳和硫化氢被三通分流器分流，通过热导检测器和火焰光度检测器进行分析。该方法能够同时对氢气、甲烷、二氧化碳、硫化氢等气体进行检测，大大节省了样品量和分析时间，但其分析的组分范围较窄，且需要两个检测器，存在成本高，价格昂贵的缺点。

CN1885031A专利中通过采用一个气体切换阀实现不同载气切换，使得测定氢气时用氮气或氩气作载气，测定其余气体时用氢气或氦气作载气，所有组分的检测均在单个热导检测器上进行，实现了单台分析装置完成含氧气、氮气和氢气混合气体的分析。但是该方法分析组分固定，方法不够灵活，且未能解决含氧化合物的测定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的制造成本高，分析组分范围窄，目标分析组分不能灵活调整等缺点，提供一种新的确定混合气体含量的方法。该方法具有制造成本低，分析组分范围宽，目标分析组分可灵活调整等优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种确定混合气体含量的方法，包括以下步骤：a)包括永久气体和C1～C6烃类的混合气体流经连接在气体进样阀上的定量管，经气体进样阀切换后，被载气带入预分离柱色谱柱I后再带入色谱柱II，从色谱柱II分离出来的气体组分经切换阀后，进入连接在隔离阀上的色谱柱III；b)经隔离阀切换后，从色谱柱II分离出来的气体组分依次通过切换阀和连接在隔离阀上的阻尼阀后，经热导检测器检测气体组分含量；c)经切换阀和隔离阀切换后，从色谱柱II分离出来的气体组分通过切换阀后放空，色谱柱III内的气体组分经从切换阀来的载气带入热导检测器检测气体组分；其中，气体进样阀、切换阀、隔离阀、a)步骤、b)步骤和c)步骤的切换由时间程序控制。

上述技术方案中，永久气体包括氢气、氧气、氮气、一氧化碳和二氧化碳。混合气体包括含氧化合物和含硫化合物。含氧化合物包括甲醇和二甲醚，含硫化合物包括硫化氢和羰基硫。载气为氦气或者氩气。气体进样阀、切换阀和隔离阀均为六通阀。色谱柱I为硅烷化的键合乙基苯乙烯-二乙烯苯色谱柱，色谱柱II为键合聚苯乙烯-二乙烯基苯色谱柱，色谱柱III为分子筛色谱柱。

采用本发明的方法，利用色谱柱II先分离出混合气体中除二氧化碳以外的永久气体和甲烷，所分离出的气体组分被带入色谱柱III，通过切换阀和隔离阀的切换后，上述气体被密封在色谱柱III内，而色谱柱II继续分离混合气体中的其余组分去热导检测器检测，当需要分析的组分分析完毕后再通过切换阀和隔离阀的切换，将色谱柱II内的剩余气体放空，同时将封闭在色谱柱III内的气体组分经色谱柱III分离后带入热导检测器进行检测。色谱柱II能有效分离二氧化碳、C1～C6烃类、含氧化合物和含硫化合物，色谱柱III能有效分离氢气、氧气、氮气、一氧化碳和甲烷，本分析方法将色谱柱II和色谱柱III的分离功能相结合就可以有效分离出混合气体中的上述组分，从而实现混合气体中氢气、氧气、氮气、一氧化碳、二氧化碳、C1～C6烃类、含氧化合物和含硫化合物分析的目的。此外，还可以根据混合气体的组分分析要求，通过调整切换阀和隔离阀的切换时间，将色谱柱II内不必要分析的重组分切换至放空，从而有效缩短分析时间。因此，本发明所述的方法可以有效用于甲醇转化制烯烃气相产物的组分分析，取得了较好的技术效果。

附图说明

图1为本发明所述方法的色谱流程图。

图2是样品a分析色谱图。

图3是样品b分析色谱图。