RU2681665C1 - Method of chromatographic analysis of mixture of hydrocarbons and gas chromatography for its implementation - Google Patents

Method of chromatographic analysis of mixture of hydrocarbons and gas chromatography for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2681665C1
RU2681665C1 RU2017139685A RU2017139685A RU2681665C1 RU 2681665 C1 RU2681665 C1 RU 2681665C1 RU 2017139685 A RU2017139685 A RU 2017139685A RU 2017139685 A RU2017139685 A RU 2017139685A RU 2681665 C1 RU2681665 C1 RU 2681665C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
column
carrier gas
inlet
sample
components
Prior art date
Application number
RU2017139685A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Геннадиевич Лапшин
Original Assignee
Игорь Геннадиевич Лапшин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Игорь Геннадиевич Лапшин filed Critical Игорь Геннадиевич Лапшин
Priority to RU2017139685A priority Critical patent/RU2681665C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2681665C1 publication Critical patent/RU2681665C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/26Conditioning of the fluid carrier; Flow patterns
    • G01N30/38Flow patterns
    • G01N30/40Flow patterns using back flushing

Abstract

FIELD: oil and gas industry.SUBSTANCE: invention relates to gas chromatography and can be used in the analysis of complex mixtures of liquid petroleum products. Method of chromatographic analysis of mixtures of substances and a chromatograph for carrying out this method include the use of two serially connected chromatographic columns, wherein a sample of the analyzed mixture is introduced into the carrier gas stream at the inlet of the first column and after passing light components of the mixture of interest for analysis, the carrier gas stream is transferred to the second column at the inlet of the second column, the first column is blown with a part of the carrier gas stream containing heavy components of the sample from the inlet of the first column to the atmosphere and detect the separated light components of the mixture coming out of the second column, then after the outlet of light components that are of interest for analysis, from the second column to the detector and their registration, the volumetric rate of a part of the carrier gas stream used to blowing the first column is increased 10–50 times compared to the initial velocity of the blowing. carrier for light and heavy components, the light and heavy components are then transferred and separated into an additional third column, then they go into an additional detector and are recorded, after that, the valves located at the inlet are closed and the first and second columns with the sample components contained in them are part of the sample gas stream passing between the first and second columns, the velocity of the carrier gas during blowing is 2–3 times more than during analysis time.EFFECT: technical result is the simultaneous analysis of the light and heavy components of the analyzed sample, as well as the complete purification of all chromatographic columns from the residues of the analyzed sample.2 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к газовой хроматографии и может найти применение при анализе сложных смесей жидких нефтепродуктов. В основном изобретение предназначено для определения распределения компонентов по диапазону температур кипения нефтяных фракций, далее анализируемой пробы, обеспечивая режим имитированной дистилляции, а так же определения детального углеводородного состава бензиновых фракций, далее легких компонентов пробы, смешанных с керосиногазойлевыми фракциями, далее тяжелыми компонентами пробы. Изобретение может применяться для анализа нефтепродуктов вторичных процессов, таких как каталитический крекинг, гидрокрекинг, коксование.The invention relates to gas chromatography and may find application in the analysis of complex mixtures of liquid petroleum products. Basically, the invention is intended to determine the distribution of components over the boiling range of oil fractions, then the analyzed sample, providing a simulated distillation mode, as well as determining the detailed hydrocarbon composition of gasoline fractions, further light sample components mixed with kerosene-gas oil fractions, then heavy sample components. The invention can be applied to the analysis of oil products of secondary processes, such as catalytic cracking, hydrocracking, coking.

Известен способ хроматографического анализа сложных смесей органических соединений (SU, авторское свидетельство №1744646 А1, 1990) [1], включающий ввод анализируемой смеси в составную крестообразную колонку, разделение в потоке газа-носителя в секциях колонки, заполненных сорбентами разной полярности, и регистрацию сигналов по меньшей мере двух детекторов, а так же с целью повышения достоверности идентификации за счет обеспечения возможности получения многомерных хроматографических спектров, анализ проводят многократно с последовательным изменением соотношения между давлениями в секциях.A known method of chromatographic analysis of complex mixtures of organic compounds (SU, copyright certificate No. 1744646 A1, 1990) [1], which includes introducing the analyzed mixture into a composite cross-shaped column, separation in the flow of carrier gas in sections of the column filled with sorbents of different polarity, and recording signals at least two detectors, as well as in order to increase the reliability of identification by ensuring the possibility of obtaining multidimensional chromatographic spectra, the analysis is carried out repeatedly with sequential and changing the relationship between the pressures in the sections.

Недостатком известного способа [1] хроматографического анализа является то, что нет возможности продувки хроматографических колонок от остатков анализируемой пробы. Так же способ требует сложное аппаратное оформление, которое заключается в крестообразной колонке и двух дозаторах для анализируемой пробы.The disadvantage of this method [1] of chromatographic analysis is that it is not possible to purge the chromatographic columns from the remains of the analyzed sample. Also, the method requires complex hardware design, which consists of a cross-shaped column and two dispensers for the analyzed sample.

Так же известен хроматограф (SU, авторское свидетельство №1718111 А1, 1990) [2], который содержит последовательно соединенные блок подготовки газа-носителя, дозатор, делитель потока, выполненный в виде тройника с двумя дросселями, дополнительно снабжен дифференциальным регулятором расхода и двумя детекторами, соединенными через трубопроводы одинокого объема с соответствующими выходами дифференциального детектора, причем дифференциальный детектор расхода имеет три электрических входа, первый из которых соединен с выходом дифференциального детектора, два других - с выходами дополнительных детекторов, а выход дифференциального регулятора расхода подключен к регулируемому дросселю.A chromatograph is also known (SU, copyright certificate No. 1718111 A1, 1990) [2], which contains a serially connected carrier gas preparation unit, a batcher, a flow divider made in the form of a tee with two chokes, and is additionally equipped with a differential flow controller and two detectors connected through pipelines of a single volume with the corresponding outputs of the differential detector, and the differential flow detector has three electrical inputs, the first of which is connected to the output of the differential detectors, the other two with outputs of additional detectors, and the output of the differential flow controller is connected to an adjustable throttle.

Недостатком известного устройства [2] является то, что остатки анализируемой пробы, которые не вышли из хроматографических колонок за время анализа, будут влиять на точность последующих анализов. Легкие компоненты пробы проходят через хроматографическую колонку, почти не задерживаясь и не разделяясь вместе с тяжелыми компонентами пробы, что влечет за собой низкую точность по определения детального углеводородного состава.A disadvantage of the known device [2] is that the remains of the analyzed sample, which did not come out of the chromatographic columns during the analysis, will affect the accuracy of subsequent analyzes. The light components of the sample pass through the chromatographic column, almost without delay and without separation with the heavy components of the sample, which entails low accuracy in determining the detailed hydrocarbon composition.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство и способ (патент РФ №2018821, 1991) [3] хроматографического анализа смесей веществ с применением двух последовательно соединенных хроматографических колонок, при котором пробу анализируемой смеси вводят в поток газа-носителя на вход первой колонки и после перехода легких компонентов смеси, представляющих интерес для анализа, в вторую колонку поток газа-носителя переносят на вход второй колонки, продувают первую колонку частью потока газа-носителя с содержащимися в нем тяжелыми компонентами пробы с входа первой колонки в атмосферу и детектируют выходящие из второй колонки разделенные легкие компоненты смеси, дополнительно после выхода легких компонентов, представляющих интерес для анализа, из второй колонки в детектор и их регистрации объемную скорость части потока газа-носителя, используемого для обратной продувки первой колонки, увеличивают в 10-50 раз по сравнению с первоначальной скоростью продувки. Так же с увеличением скорости потока газа-носителя, используемого для обратной продувки первой колонки, повышают температуру первой колонки.The closest in technical essence and the achieved result to the invention is a device and method (RF patent No. 20188821, 1991) [3] chromatographic analysis of mixtures of substances using two series-connected chromatographic columns, in which a sample of the analyzed mixture is introduced into the carrier gas stream at the inlet the first column and after the transition of the light components of the mixture of interest for analysis to the second column, the carrier gas stream is transferred to the inlet of the second column, the first column is purged with a part of the gas flow an analyzer with the heavy components of the sample contained in it from the inlet of the first column into the atmosphere and detect the separated light components of the mixture emerging from the second column, additionally after the light components of interest for analysis exit from the second column into the detector and register their volume velocity of the gas flow the carrier used for backflushing the first column is increased 10-50 times compared with the initial purge rate. Also, with an increase in the flow rate of the carrier gas used for backflushing the first column, the temperature of the first column is increased.

Недостатком известного способа и устройства [3] является то, что нет возможности одновременного анализа анализируемой пробы и легких компонентов анализируемой пробы. Так же продувка не обеспечивает полной очистки всех хроматографических колонок от остатков анализируемой пробы.The disadvantage of this method and device [3] is that there is no possibility of simultaneous analysis of the analyzed samples and light components of the analyzed samples. Also, purging does not ensure complete purification of all chromatographic columns from the remains of the analyzed sample.

Целью изобретения является выделение легких компонентов из пробы и их последующий анализ на высокоэффективной хроматографической колонке для более точного определения детального углеводородного состава. Одновременно с этим выполняется анализ тяжелых компонентов содержащихся в анализируемой пробе за счет их разделения на другой хроматографической колонке для определения распределения компонентов по диапазону температур кипения. Реализация продувки всех хроматографических колонок от остатков пробы.The aim of the invention is the selection of light components from the sample and their subsequent analysis on a high-performance chromatographic column to more accurately determine the detailed hydrocarbon composition. At the same time, an analysis of the heavy components contained in the analyzed sample is performed by separating them on another chromatographic column to determine the distribution of the components over the boiling range. Purge all chromatographic columns from sample residues.

Изобретение поясняется чертежом, где показан общий вид газового хроматографа для реализации способа хроматографического анализа смеси легких и тяжелый компонентов пробы.The invention is illustrated by the drawing, which shows a General view of a gas chromatograph for implementing the method of chromatographic analysis of a mixture of light and heavy components of the sample.

Достигаемый результат обеспечивается тем, что способ хроматографического анализа смесей веществ с применением двух последовательно соединенных хроматографических колонок, при котором пробу анализируемой смеси вводят в поток газа-носителя на вход первой колонки и после перехода легких компонентов смеси, представляющих интерес для анализа, в вторую колонку поток газа-носителя переносят на вход второй колонки, продувают первую колонку частью потока газа-носителя с содержащимися в нем тяжелыми компонентами пробы с входа первой колонки в атмосферу и детектируют выходящие из второй колонки разделенные легкие компоненты смеси, далее после выхода легких компонентов, представляющих интерес для анализа, из второй колонки в детектор и их регистрации объемную скорость части потока газа-носителя, используемого для обратной продувки первой колонки, увеличивают в 10-50 раз по сравнению с первоначальной скоростью продувки, отличается тем, что введенная проба анализируемой смеси испаряется в испарителе и разделяется на первой колонке потоком газа-носителя на легкие и тяжелые компоненты, далее легкие и тяжелые компоненты переходят и разделяются на дополнительной третьей колонке, далее поступают в дополнительный детектор и регистрируются, после этого закрывают клапана расположенные на входе и продувают первую и вторую колонку с содержащимися в них компонентами пробы частью потока газа-носителя, проходящим между первой и второй колонкой, скорость газа-носителя по время продувки в 2-3 раза больше, чем во время анализа.The achieved result is ensured by the fact that the method of chromatographic analysis of mixtures of substances using two chromatographic columns connected in series, in which a sample of the analyzed mixture is introduced into the carrier gas stream at the inlet of the first column and after the transition of light components of the mixture of interest for analysis to the second column, flow carrier gas is transferred to the inlet of the second column, the first column is purged with a part of the carrier gas stream with the heavy sample components contained in it from the inlet of the first column atmosphere and detect the separated light components of the mixture emerging from the second column, then after the light components of interest for analysis exit the second column into the detector and register them, the volumetric velocity of a portion of the carrier gas stream used for backflushing the first column is increased by 10- 50 times compared with the initial purge rate, it differs in that the introduced sample of the analyzed mixture is vaporized in the evaporator and separated on the first column by the carrier gas stream into light and heavy components entents, then light and heavy components pass and separate on an additional third column, then enter an additional detector and register, then close the valves located at the inlet and purge the first and second column with the components of the sample contained in them, a part of the carrier gas flow passing between the first and second column, the speed of the carrier gas during the purge time is 2-3 times greater than during the analysis.

Газовый хроматограф, содержащий последовательно соединенные инжектор, первую и вторую хроматографические колонки и детектор, трубопроводы для подачи газа-носителя в инжектор и на вход второй колонки с установленными на них управляемыми запорными клапанами, а также трубопровод для сброса части потока газа-носителя в атмосферу, соединенный с входом первой колонки, далее трубопровод для сброса части потока газа-носителя в атмосферу имеет два выходных канала, в одном из которых установлен управляемый запорный клапан, а в другом - пневмосопротивление, отличается тем что испаритель и первая колонка расположена последовательно на входе перед запорными клапанами, и дополнительная третья колонка расположена на выходе запорных клапанов и входе второй колонки, дополнительный детектор расположен на выходе дополнительной третьей колонки, на трубопроводе для сброса части потока газа-носителя в атмосферу, который соединен с входами второй хроматографической и дополнительной третьей хроматографической колонкой, установлены параллельно запорный кран и пневмосопротивление.A gas chromatograph comprising an injector connected in series, first and second chromatographic columns and a detector, pipelines for supplying carrier gas to the injector and at the entrance of the second column with controlled shut-off valves installed on them, as well as a pipeline for dumping part of the carrier gas stream into the atmosphere, connected to the inlet of the first column, then the pipeline for discharging part of the carrier gas stream into the atmosphere has two output channels, one of which has a controlled shut-off valve, and the other has a pneumatic shutter otivlenie, characterized in that the evaporator and the first column are located sequentially at the inlet in front of the shutoff valves, and an additional third column is located at the outlet of the shutoff valves and the inlet of the second column, an additional detector is located at the outlet of the additional third column, on the pipeline to discharge part of the carrier gas stream into the atmosphere, which is connected to the inlets of the second chromatographic and additional third chromatographic column, is installed parallel to the shut-off valve and pneumatic resistance.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1, 2 и 3 представлены различные рабочие положения принципиальной схемы газового хроматографа для реализации способа хроматографического анализа смеси углеводородов.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1, 2 and 3, various operating positions of a gas chromatograph concept are presented for implementing a method of chromatographic analysis of a mixture of hydrocarbons.

Предлагаемый газовый хроматограф содержит общий трубопровод 12, регулятор расхода газа-носителя 13, испаритель 1 предназначенный для испарения вводимой в него жидкой пробы анализируемой смеси веществ, первую хроматографическую колонку 3, вторую хроматографическую колонку 4, вход которой соединен с выходными запорных клапанов 8 и 9 и входом дополнительной третьей колонкой 15, дополнительный детектор 18, соединенный с выходом дополнительной третьей колонкой, детектор 5, соединенный с выходом второй колонки, трубопровод 2 и трубопровод 6 для подачи газа-носителя, соединенный с входом второй колонки и дополнительной третьей колонки и выходом первой колонки, и трубопровод 7 для подачи газа-носителя во время продувки, соединенный с входом первой колонки и второй колонки и выходами запорных клапанов 8 и 9.The proposed gas chromatograph contains a common pipe 12, a flow regulator of the carrier gas 13, an evaporator 1 designed to evaporate the liquid sample introduced into it of the analyzed mixture of substances, the first chromatographic column 3, the second chromatographic column 4, the input of which is connected to the outlet shut-off valves 8 and 9, and the input of an additional third column 15, an additional detector 18 connected to the output of an additional third column, a detector 5 connected to the output of the second column, pipe 2 and pipe 6 for chi carrier gas connected to the inlet of the second column and the third column, and further output of the first column, and a conduit 7 for supplying a carrier gas during purge, connected to the inlet of the first column and second column and outputs the stop valves 8 and 9.

В трубопроводах 2 и 6 для подачи газа-носителя в колонки 15 и 4 установлены управляемые запорные клапаны 8 и 9, служащие запорными элементами переключателя потоков газа-носителя, с помощью которого осуществляется переброс потока газа-носителя на вход дополнительной третьей колонки 15 и второй колонки 4. Параллельно запорным клапанам 8 и 9 включены пневмосопротивления 10 и 11. Вход трубопровода 2 и 6 для подачи газа-носителя объединены в общий трубопровод 12, в котором установлен регулятор 13 расхода газа-носителя, испаритель 1 и первая хроматографическая колонка 3. В трубопроводе 7 для подачи потока газа-носителя 14 на продувку установлены управляемый запорный клапан 16 и пневмосопротивление 17.In pipelines 2 and 6 for supplying carrier gas to columns 15 and 4, controlled shut-off valves 8 and 9 are installed, which serve as shut-off elements of the carrier gas flow switch, by which the carrier gas flow is transferred to the input of an additional third column 15 and second column 4. Parallel to the shut-off valves 8 and 9, pneumatic resistors 10 and 11 are connected. The inlet of the pipeline 2 and 6 for supplying the carrier gas is combined into a common pipeline 12, in which the carrier gas flow controller 13, the evaporator 1 and the first chromatographic device are installed column 3. In the pipeline 7 for supplying a carrier gas stream 14 to the purge, a controlled shut-off valve 16 and pneumatic resistance 17 are installed.

В соответствии с предлагаемым способом описанное устройство работает следующим образом.In accordance with the proposed method, the described device operates as follows.

В момент времени, предшествующий началу анализа, газовая схема хроматографа находится в положении, изображенном на фиг. 1.At the point in time preceding the start of the analysis, the gas circuit of the chromatograph is in the position shown in FIG. one.

В этом положении клапан 8 открыт, а клапаны 9 и 16 закрыты. Поток газа-носителя проходит через общий трубопровод 12 и регулятор 13 скорости потока поступает во внутренний объем испарителя 1 и из него проходит по трубопроводу 2 в дополнительную третью колонку 15 и вторую хроматографическую колонку 4, соответственно поступает в детектор 18 и 5. Малая часть потока газа-носителя с выхода регулятора 13 по трубопроводу 6, минуя закрытый клапан 9 по шунтирующему его пневмосопротивлению 11, поступает на вход хроматографической колонки 4. Этим обеспечивается исключение возникновения непродуваемого объема в месте соединения трубопровода 6 с входом колонки 4. Скорость потока газа-носителя через колонки 15 и 4 поддерживают оптимальной для хроматографического разделения легких и тяжелых компонентов пробы.In this position, valve 8 is open, and valves 9 and 16 are closed. The carrier gas stream passes through a common pipe 12 and the flow rate controller 13 enters the internal volume of the evaporator 1 and from it passes through a pipe 2 to an additional third column 15 and a second chromatographic column 4, respectively, enters the detector 18 and 5. A small part of the gas stream -carrier from the output of the regulator 13 through the pipeline 6, bypassing the closed valve 9 by shunting its pneumatic resistance 11, is fed to the input of the chromatographic column 4. This ensures the occurrence of non-blown volume in place connecting the pipeline 6 to the inlet of column 4. The flow rate of the carrier gas through columns 15 and 4 is optimal for chromatographic separation of light and heavy components of the sample.

Пробу анализируемой смеси, содержащую легкие и тяжелые компоненты, представляющие интерес для анализа, вводят с помощью микрошприца в испаритель 1, пары пробы, подхваченные потоком газа-носителя, поступающим в испаритель по трубопроводу 12, переносятся в колонку 3, где осуществляется их предварительное разделение на легкие и тяжелые компоненты, которые проходят через трубопровод 2 поступают на разделение колонок 15 и 4 и детектирование с помощью детекторов 18 и 5 соответственно. Через определенный промежуток времени (подбирается экспериментально), когда легкие компоненты прошли через колонку 4 путем переключения клапанов 8 и 9 газовая схема хроматографа переводится в положение, изображенное на фиг. 2. В этом положении клапан 8 закрыт, а клапан 9 открыт. Клапан 16 продолжает оставаться закрытым. Весь поток газа-носителя от регулятора 13 по трубопроводу 6 поступает на вход колонки 4, где делится на две части. Большая часть потока поступает в колонку 4, продолжая перемещать вдоль колонки разделяемые легкие компоненты, а меньшая часть потока поступает на выход колонки 15, перемещая в обратном направлении отсеченные в ней тяжелые компоненты смеси.A sample of the analyzed mixture containing light and heavy components of interest for analysis is introduced using a microsyringe into the evaporator 1, sample vapors picked up by the carrier gas flow entering the evaporator through pipeline 12 are transferred to column 3, where they are preliminarily separated into light and heavy components that pass through the pipe 2 enter the separation of columns 15 and 4 and detection using detectors 18 and 5, respectively. After a certain period of time (selected experimentally), when the light components passed through column 4 by switching valves 8 and 9, the gas circuit of the chromatograph is transferred to the position shown in FIG. 2. In this position, valve 8 is closed and valve 9 is open. Valve 16 continues to remain closed. The entire flow of carrier gas from the regulator 13 through the pipeline 6 is supplied to the input of the column 4, where it is divided into two parts. Most of the flow enters column 4, continuing to move the separated light components along the column, and a smaller part of the flow enters the outlet of column 15, moving the heavy components of the mixture cut off in it.

После выхода из колонок 15 и 4 всех анализируемых легких и тяжелых компонентов и их регистрации в детекторах 18 и 5 соответственно газовую схему хроматографа переводят из положения, изображенного на фиг. 2, в положение, изображенное на фиг. 3. В этом положении клапана 8 остается закрытым, открывается клапан 9 и 16 в канале 14 на продувку. При этом часть потока газа-носителя 14, осуществляет продувку дополнительной третьей колонки 15 и второй хроматографической колонки 4, тем самым обеспечивается продувка всех колонок с детекторами.After exiting from columns 15 and 4 of all analyzed light and heavy components and registering them in detectors 18 and 5, respectively, the gas circuit of the chromatograph is transferred from the position shown in FIG. 2 to the position shown in FIG. 3. In this position, valve 8 remains closed, valve 9 and 16 opens in channel 14 for purging. At the same time, part of the carrier gas stream 14 purges an additional third column 15 and second chromatographic column 4, thereby purging all columns with detectors.

Увеличение скорости потока газа-носителя в 10-50 раз, осуществляющего продувку колонки 15 и 4, способствует сокращению времени полного цикла анализа. Во время продувки следят за уровнем сигнала на детекторе, когда он начнет снижаться, газовую схему хроматографа переводят в исходное состояние. После этого осуществляется ввод следующей пробы анализируемой смеси и ее анализ в описанной последовательности.The increase in the flow rate of the carrier gas by 10-50 times, purging the columns 15 and 4, helps to reduce the time of the full analysis cycle. During purging, the signal level at the detector is monitored, when it begins to decline, the gas circuit of the chromatograph is returned to its initial state. After that, the next sample of the analyzed mixture is introduced and analyzed in the described sequence.

Анализы проводились на газовом хроматографе марки Хромос ГХ-1000.The analyzes were carried out on a gas chromatograph brand Chromos GH-1000.

Пример 1. На основе предложенного способа выполняется определение детального углеводородного анализа бензиновой фракции С1-С12 и имитированная дистилляция керосиногазойлевых фракций С1-С44 входящих в состав продукта каталитического крекинга вакуумного газойля.Example 1. Based on the proposed method, a detailed hydrocarbon analysis of the C1-C12 gasoline fraction is carried out and simulated distillation of the C1-C44 kerosene-gas oil fractions included in the catalytic cracking product of vacuum gas oil is simulated.

В качестве первой колонки 3 для предварительного легкого и тяжелого компонента использовалась капиллярная колонка марки DB-1 длиной 1 м и внутренним диаметром 0,18 мм. В испарителе для работы с капиллярными колонками расположен лайнер, который набивается прокаленной стекловатой для удержания механических примесей, смол и асфальтенов содержащихся в пробе. Вторая разделительная колонка 4 представляла собой капиллярную колонку длиной 50 м и внутренним диаметров 0,25 мм, толщина жидкой фазы или адсорбента 0,5 мкм марка НР-1. Дополнительная третья колонка 15 представляла собой насадочную колонку длиной 25 м и внутренним диаметром 0,32 мм. С помощью электронных регуляторов газового потока устанавливается скорость газа-носителя 250 мл/мин. В качестве детекторов применялся пламенно-ионизационный детектор (ПИД) расход воздуха 400 мл/мин и водорода 40 мл/мин. Температура испарителя составляла 360°С, температура детектора 5 задавалась на 250°С, температура детектора 18 задавалась на 350°С, температура термостата колонок была запрограммировано на начальную температуру 35°С с выдерживанием 30 мин, далее нагрев 2°С/мин в течении 58,50 мин до 152°С с выдерживанием 0 мин, далее со скоростью 30°С/мин в течении 4,27 мин до 280°С с выдерживанием 30 мин, общее время анализа составило 123 мин. Время анализа детального углеводородного анализа составила 75 мин.As the first column 3 for the preliminary light and heavy component, a DB-1 capillary column of 1 m length and an internal diameter of 0.18 mm was used. In the evaporator for working with capillary columns there is a liner that is packed with calcined glass wool to hold mechanical impurities, resins and asphaltenes contained in the sample. The second separation column 4 was a capillary column with a length of 50 m and an inner diameter of 0.25 mm, the thickness of the liquid phase or adsorbent 0.5 μm grade HP-1. An additional third column 15 was a packed column 25 m long and 0.32 mm inner diameter. Using electronic gas flow controllers, the carrier gas speed is set at 250 ml / min. A flame ionization detector (PID) with an air flow rate of 400 ml / min and a hydrogen flow rate of 40 ml / min was used as detectors. The evaporator temperature was 360 ° C, the temperature of detector 5 was set to 250 ° C, the temperature of detector 18 was set to 350 ° C, the temperature of the column thermostat was programmed to an initial temperature of 35 ° C for 30 minutes, then heating 2 ° C / min for 58.50 min to 152 ° C with a 0 min incubation, then at a speed of 30 ° C / min for 4.27 min to 280 ° C with a 30 min incubation, the total analysis time was 123 min. A detailed hydrocarbon analysis analysis time was 75 minutes.

После ввода анализируемой пробы продукта каталитического крекинга объемом 5 мкл в испаритель через определенный промежуток времени (в указанных условиях составлял 3-5 с) путем переключения клапанов 8 и 9 переключателя потоков газа-носителя направляется на вход колонки 4 (фиг. 2). При этом часть потока газа-носителя (120-140 мл/мин) поступает в колонку 4 и переносит анализируемые легкие компоненты смеси к детектору 5, а часть потока 110-130 мл/мин направляется в колонку 15 и переносит анализируемые легкие и тяжелые компоненты к детектору 18.After entering the analyzed sample of the catalytic cracking product with a volume of 5 μl into the evaporator after a certain period of time (under the specified conditions was 3-5 s) by switching valves 8 and 9 of the carrier gas flow switch, it is directed to the inlet of column 4 (Fig. 2). At the same time, part of the carrier gas stream (120-140 ml / min) enters column 4 and transfers the analyzed light components of the mixture to detector 5, and part of the 110-130 ml / min stream is directed to column 15 and transfers the analyzed light and heavy components to detector 18.

После выхода всех анализируемых компонентов из колонки 4 и 15 в детектор 5 и 18 соответственно в указанных условиях через 123 мин открывается клапан 16 и осуществляли продувку колонки 3 и 15 ускоренным потоком 2500 мл/мин газа-носителя для освобождения от компонентов пробы. Время продувки колонки 3 и 15 определялось по снижению сигнала детекторов и составило 13 мин. После завершения продувки колонки 3 и 15 газовую схему хроматографа приводят в исходное состояние (фиг. 1).After all analyzed components exit column 4 and 15 to detector 5 and 18, respectively, under the indicated conditions, valve 16 opens after 123 minutes and column 3 and 15 are purged with an accelerated flow of 2500 ml / min of carrier gas to release sample components. The purge time of columns 3 and 15 was determined by reducing the signal of the detectors and amounted to 13 minutes After purging is completed, columns 3 and 15 of the gas chromatograph are reset (Fig. 1).

Полученная хроматограмма детального углеводородного анализа С1-С12 представлена на фиг. 4 и имитированная дистилляция С1-С44 представлена на фиг. 5 присутствующих в анализируемой пробе фракций нефти. Конец кипения продукта каталитического крекинга вакуумного газойля не выше С37, компоненты пробы до С37 вышли за 123 мин, режим продувки в данном случае длился 13 мин, представлен на фиг. 6.The obtained chromatogram of a detailed hydrocarbon analysis C1-C12 is shown in FIG. 4 and simulated distillation C1-C44 are shown in FIG. 5 oil fractions present in the analyzed sample. The end of boiling of the catalytic cracking product of vacuum gas oil is not higher than C37, the components of the sample reached C37 in 123 minutes, the purge mode in this case lasted 13 minutes, shown in FIG. 6.

Пример 2. Предложенные способ и устройство использовали для определения детального углеводородного бензиновой фракции С1-С12 и имитированной дистилляции С1-С44 компонентов нефти выкипающих до 560°С. Анализ проводили на приборе, описанном в примере 1.Example 2. The proposed method and device was used to determine the detailed hydrocarbon gasoline fraction C1-C12 and simulated distillation C1-C44 of oil components boiling up to 560 ° C. The analysis was carried out on the device described in example 1.

После ввода анализируемой пробы продукта каталитического крекинга объемом 5 мкл в испаритель через определенный промежуток времени (в указанных условиях составлял 3-5 с) путем переключения клапанов 8 и 9 переключателя потоков газа-носителя направляется на вход колонки 4 (фиг. 2). При этом часть потока газа-носителя (120-140 мл/мин) поступает в колонку 4 и переносит анализируемые легкие компоненты смеси к детектору 5, а часть потока 110-130 мл/мин направляется в колонку 15 и переносит анализируемые легкие и тяжелые компоненты к детектору 18.After entering the analyzed sample of the catalytic cracking product with a volume of 5 μl into the evaporator after a certain period of time (under the specified conditions was 3-5 s) by switching valves 8 and 9 of the carrier gas flow switch, it is directed to the inlet of column 4 (Fig. 2). At the same time, part of the carrier gas stream (120-140 ml / min) enters column 4 and transfers the analyzed light components of the mixture to detector 5, and part of the 110-130 ml / min stream is directed to column 15 and transfers the analyzed light and heavy components to detector 18.

После выхода всех анализируемых компонентов из колонки 4 и 15 в детектор 5 и 18 соответственно в указанных условиях через 32 мин открывается клапан 16 и осуществляли продувку колонки 3 и 15 ускоренным потоком 500 мл/мин газа-носителя для освобождения от компонентов пробы. Время продувки колонки 3 и 15 определялось по снижению сигнала детекторов и составило 6 мин. После завершения продувки колонки 3 и 15 газовую схему хроматографа приводят в исходное состояние (фиг. 1).After all analyzed components exit column 4 and 15 to detector 5 and 18, respectively, under the indicated conditions, valve 16 opens 32 minutes later and columns 3 and 15 are purged with an accelerated flow of 500 ml / min of carrier gas to release sample components. The purge time of columns 3 and 15 was determined by the decrease in the signal of the detectors and amounted to 6 minutes After purging is completed, columns 3 and 15 of the gas chromatograph are reset (Fig. 1).

Полученная хроматограмма детального углеводородного анализа С1-С12 представлена на фиг. 7 и имитированная дистилляция С1-С44 представлена на фиг. 8 присутствующих в анализируемой пробе фракций нефти. Компоненты, выкипающие до С36 (495°С) вышли за 32 мин, далее компоненты, выкипающие выше С36 (495°С) в режиме продувки в данном случае вышли за 6 мин. Компоненты с С37 до С44 не идентифицировались, поэтому они не учитываются в расчетах.The obtained chromatogram of a detailed hydrocarbon analysis C1-C12 is shown in FIG. 7 and simulated distillation C1-C44 are shown in FIG. 8 fractions of oil present in the analyzed sample. The components boiling up to C36 (495 ° C) exited in 32 minutes, then the components boiling above C36 (495 ° C) in the purge mode in this case went out in 6 minutes. Components C37 through C44 were not identified, therefore, they are not taken into account in the calculations.

Claims (2)

1. Способ хроматографического анализа смесей веществ с применением двух последовательно соединенных хроматографических колонок, при котором пробу анализируемой смеси вводят в поток газа-носителя на вход первой колонки и после перехода легких компонентов смеси, представляющих интерес для анализа, во вторую колонку поток газа-носителя переносят на вход второй колонки, продувают первую колонку частью потока газа-носителя с содержащимися в нем тяжелыми компонентами пробы с входа первой колонки в атмосферу и детектируют выходящие из второй колонки разделенные легкие компоненты смеси, далее после выхода легких компонентов, представляющих интерес для анализа, из второй колонки в детектор и их регистрации объемную скорость части потока газа-носителя, используемого для продувки первой колонки, увеличивают в 10-50 раз по сравнению с первоначальной скоростью продувки, отличающийся тем, что введенная проба анализируемой смеси испаряется в испарителе и разделяется на первой колонке потоком газа-носителя на легкие и тяжелые компоненты, далее легкие и тяжелые компоненты переходят и разделяются на дополнительной третьей колонке, далее поступают в дополнительный детектор и регистрируются, после этого закрывают клапаны, расположенные на входе, и продувают первую и вторую колонки с содержащимися в них компонентами пробы частью потока газа-носителя, проходящего между первой и второй колонками, скорость газа-носителя во время продувки в 2-3 раза больше, чем во время анализа.1. The method of chromatographic analysis of mixtures of substances using two series-connected chromatographic columns, in which a sample of the analyzed mixture is introduced into the carrier gas stream at the inlet of the first column and after the transition of light components of the mixture that are of interest for analysis, the carrier gas stream is transferred to the second column at the inlet of the second column, the first column is purged with a portion of the carrier gas stream with the heavy sample components contained in it from the inlet of the first column into the atmosphere and the second the first column, the separated light components of the mixture, then after the light components of interest for analysis exit the second column into the detector and register them, the volumetric velocity of a portion of the carrier gas stream used to purge the first column is increased 10–50 times compared to the initial purge rate, characterized in that the introduced sample of the analyzed mixture is vaporized in the evaporator and is separated on the first column by the flow of carrier gas into light and heavy components, then the light and heavy components pass and are separated on an additional third column, then they enter an additional detector and are registered, then the valves located at the inlet are closed and the first and second columns are blown with the components of the sample contained in them, part of the carrier gas flow passing between the first and second columns, carrier gas during purging is 2-3 times more than during analysis. 2. Газовый хроматограф, содержащий последовательно соединенные инжектор, первую и вторую хроматографические колонки и детектор, трубопроводы для подачи газа-носителя в инжектор и на вход второй колонки с установленными на них управляемыми запорными клапанами, а также трубопровод для сброса части потока газа-носителя в атмосферу, соединенный с входом первой колонки, далее трубопровод для сброса части потока газа-носителя в атмосферу имеет два выходных канала, в одном из которых установлен управляемый запорный клапан, а в другом - пневмосопротивление, отличающийся тем, что испаритель и первая колонка расположены последовательно на входе перед запорными клапанами, и дополнительная третья колонка расположена на выходе запорных клапанов и входе второй колонки, дополнительный детектор расположен на выходе дополнительной третьей колонки, на трубопроводе для сброса части потока газа-носителя в атмосферу, который соединен с входами второй хроматографической и дополнительной третьей хроматографической колонкой, установлены параллельно запорный кран и пневмосопротивление.2. A gas chromatograph comprising an injector connected in series, first and second chromatographic columns and a detector, pipelines for supplying carrier gas to the injector and at the inlet of the second column with controlled shut-off valves installed on them, as well as a pipeline for dumping part of the carrier gas stream into the atmosphere connected to the inlet of the first column, then the pipeline for discharging part of the carrier gas stream into the atmosphere has two outlet channels, one of which has a controlled shut-off valve, and the other has a pneumatic resistance, characterized in that the evaporator and the first column are located sequentially at the inlet in front of the shut-off valves, and an additional third column is located at the outlet of the shut-off valves and the inlet of the second column, an additional detector is located at the outlet of the additional third column, on the pipeline to discharge part of the carrier gas stream in the atmosphere, which is connected to the inlets of the second chromatographic and additional third chromatographic column, a stopcock and pneumatic resistance are installed in parallel.
RU2017139685A 2017-11-14 2017-11-14 Method of chromatographic analysis of mixture of hydrocarbons and gas chromatography for its implementation RU2681665C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017139685A RU2681665C1 (en) 2017-11-14 2017-11-14 Method of chromatographic analysis of mixture of hydrocarbons and gas chromatography for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017139685A RU2681665C1 (en) 2017-11-14 2017-11-14 Method of chromatographic analysis of mixture of hydrocarbons and gas chromatography for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2681665C1 true RU2681665C1 (en) 2019-03-12

Family

ID=65805663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017139685A RU2681665C1 (en) 2017-11-14 2017-11-14 Method of chromatographic analysis of mixture of hydrocarbons and gas chromatography for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2681665C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4864843A (en) * 1986-05-22 1989-09-12 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for chromatographic analysis, in particular of petroleum liquids
RU2018821C1 (en) * 1991-10-02 1994-08-30 Виктор Григорьевич Березкин Method of chromatographic analysis of mixtures of substances and gas chromatograph
RU2054669C1 (en) * 1992-08-05 1996-02-20 Фирма "Геба" Chromatograph
WO2012149310A1 (en) * 2011-04-28 2012-11-01 Sgs North America Inc. Analysis of pressurized reservoir fluids

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4864843A (en) * 1986-05-22 1989-09-12 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for chromatographic analysis, in particular of petroleum liquids
RU2018821C1 (en) * 1991-10-02 1994-08-30 Виктор Григорьевич Березкин Method of chromatographic analysis of mixtures of substances and gas chromatograph
RU2054669C1 (en) * 1992-08-05 1996-02-20 Фирма "Геба" Chromatograph
WO2012149310A1 (en) * 2011-04-28 2012-11-01 Sgs North America Inc. Analysis of pressurized reservoir fluids

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110187037B (en) System and method for measuring content of 57 volatile organic compounds in ambient air
US8230719B2 (en) Method for identifying the composition of a sample
CN107247109B (en) Chromatographic system and method
US5595709A (en) Instrument for measuring non-methane organic gases in gas samples
CN107941930B (en) Quick gaseous multicomponent chromatographic fractionation device of VOCs
CN104634901B (en) A kind of gas sample injection device and its application
CN106093251B (en) Method and apparatus for pre-concentration gaseous sample
US20010027722A1 (en) Method and apparatus for gas chromatography analysis of samples
RU2681665C1 (en) Method of chromatographic analysis of mixture of hydrocarbons and gas chromatography for its implementation
RU2426112C1 (en) Gas chromatographic determination of sulfur-containing compounds in hydrocarbon products and device to this end
Sharma et al. Hydrocarbon group type analysis of petroleum heavy fractions using the TLC-FID technique
CN202486108U (en) Chromatographic analysis system
CN208654099U (en) Transformer oil gas analysis Special instrument
GB2416716A (en) Method and device for integrated analysis of a hydrocarbon sample
CN113791133B (en) Direct measurement method and detection system for non-methane total hydrocarbons
US3720092A (en) Chromatographic apparatus for analyzing a rich oil sample
CN108181406A (en) Chromatographic system and analysis method
FI82553C (en) Chromatographic separation method and apparatus
TW201436841A (en) Preparatory high performance liquid chromatographic (HPLC) separation system and technique for quantitative fractionation of total vacuum resid
RU2677827C1 (en) Method of gas chromatographic analysis of inorganic gases and hydrocarbons and device for its implementation
CN104297388B (en) Sampling device
CN102539590B (en) Chromatographic analysis system and chromatographic analysis method
JPH11304784A (en) Combustion gas analysis device
JP6117601B2 (en) Sample gas diverter
RU2018821C1 (en) Method of chromatographic analysis of mixtures of substances and gas chromatograph

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191115