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氣相色譜儀對(duì)粗品丁二烯和混合物 C4 餾分的可靠分析
閱讀:967 發(fā)布時(shí)間:2022-7-27引言經(jīng)蒸汽裂解過程得到粗混合 C4 餾分,然后使其進(jìn)入丁二烯萃取單元,同時(shí)通過萃取蒸餾將丁二烯與其它 C4 化合物進(jìn)行分離 [2]。目前使用的萃取蒸餾工藝有幾種,例如,基于NMP(n-甲基吡咯烷酮)的丁二烯萃取、水相分離和 ACN(乙腈)萃取。大多數(shù)工藝都包括水相萃取。在得到單體級(jí) 1,3-丁二烯之前,粗品 1,3-丁二烯中包含夾帶的水分、萃取溶劑和其它雜質(zhì)。
前 的 應(yīng) 用 簡 報(bào) [1]表 明 , GS-氧 化 鋁 柱 (50 m × 0.53 mm,10.00 µm) 是痕量雜質(zhì)分析的理想色譜柱。但是,粗品 1,3-丁二烯中存在的水分將被 Al2O3 表面吸附,導(dǎo)致保留時(shí)間縮短。這一現(xiàn)象可以通過逐次分析或數(shù)次分析后對(duì)色譜柱高溫加熱除水來避免。但這一過程比較費(fèi)時(shí)。本篇應(yīng)用簡報(bào)采用柱前反吹系統(tǒng)去除水分、極性溶劑以及高分子量組分,使其不能進(jìn)入氧化鋁柱。柱前反吹系統(tǒng)以 CFT 裝置為基礎(chǔ),加上一個(gè)由 7890 系列 GC 系統(tǒng)上被 AUX EPC 通道控制的吹掃接頭。使用一根極性 HP-INNOWAX柱作為預(yù)柱來保留水分、ACN 等極性溶劑和高分子量組分(如,二聚體)。一旦輕烴組分轉(zhuǎn)入氧化鋁柱,進(jìn)樣口上的壓力降將使載氣反向通過預(yù)柱,從而將極性和重組分通過分流/不分流進(jìn)樣口(SSL) 的分流出口反吹出去。同時(shí),烴類組分在氧化鋁柱上進(jìn)行分離。分析結(jié)束的同時(shí)也完成了反吹,因此可最大限度地節(jié)省了時(shí)間。
實(shí)驗(yàn)圖 1 顯示了該配置的示意圖。預(yù)柱(第一根色譜柱)采用 15 m ×0.53 mm,1 µm HP-INNowax 柱,分析柱(第二根色譜柱)采用50 m × 0.53 mm,10.00 µm GS-氧化鋁柱。使用 HPLI 進(jìn)樣。通過 EPC 流量(本例中PCM B-1)控制分析柱流量,同時(shí)通過 SSL控制預(yù)柱流量。
可通過 SSL 對(duì)預(yù)柱編程快速壓力降來觸發(fā)反吹。確定色譜柱的進(jìn)樣口和出口是非常關(guān)鍵的。預(yù)柱的進(jìn)樣是 SSL,出口是 PCM B-1。對(duì)于分析柱來說,進(jìn)樣口是 PCM B-1,出口是 FID。設(shè)置窗口分別如圖 2A 和 2B 所示。
為了啟動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置,PCM 和進(jìn)樣口的壓力和流量傳感器必須為零[4]。如此才能準(zhǔn)確控制進(jìn)樣口和吹掃接頭的壓力??稍?7890A 系列用戶指南中找到這一步驟。氧化鋁柱必須進(jìn)行校正,因?yàn)樵撓到y(tǒng)取決于毛細(xì)管柱中的當(dāng)前流量,而毛細(xì)管柱則由色譜柱規(guī)格決定。實(shí)驗(yàn)表明,PLOT 柱所給出的膜厚是個(gè)平均值,不一定在所有情況下都能正確地計(jì)算流量。因此,需要用下列方法找出 GS氧化鋁柱的等效膜厚:
將該色譜柱安裝在 GC 進(jìn)樣口和檢測器之間2. 將柱壓力模式設(shè)置為恒壓3. 在本例中將柱溫設(shè)為 60 °C,柱壓設(shè)為 9.8 psi(本例所用的方法)4. 于檢測器端測量柱流量(確保檢測器氣體關(guān)閉)。注意,本例中的流量為 8.2 mL/min5. 向流量計(jì)算器中輸入柱長、標(biāo)記的內(nèi)徑、柱壓、柱溫和載氣類型 (He) [3]。圖 3 顯示了樣品運(yùn)行。不可在流量計(jì)算器中輸入出口流量6. 在流量計(jì)算器中,調(diào)節(jié)柱內(nèi)徑,直到計(jì)算的流量(出口流量)與所測柱流量相同,達(dá)到 8.2 mL/min 為止。圖 3 顯示,這個(gè)例子中的有效內(nèi)徑為 0.52 mm
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結(jié)論我們用配置了高壓液體進(jìn)樣器和 CFT 吹掃接頭的 Agilent 7890氣相色譜儀系列 GC 系統(tǒng)對(duì)含水等極性化合物的粗品丁二烯和混合 C4 餾分進(jìn)行了可靠分析。配有精確、穩(wěn)定電子流量控制的 CFT 吹掃接頭實(shí)現(xiàn)了中點(diǎn)反吹,防止混合 C4 餾分和粗品丁二烯中存在的水和二聚體等重組分進(jìn)入敏感而昂貴的氧化鋁 PLOT 柱。從而使氧化鋁柱得到了保護(hù),在多次進(jìn)樣后仍能夠保持性能不變。輕烴組分得到良好分離,重現(xiàn)性也得到了改善。