氣體中一氧化碳二氧化碳和碳氫化合物的測定

_氣體中一氧化碳二氧化碳和碳氫化合物的測定

前言
本標(biāo)準(zhǔn)代替 GB/T 8984.1－1997《氣體中微量一氧化碳、二氧化碳和碳氫化物的測定 第1 部分：氣體中一氧化碳、二氧化碳和甲烷的測定 氣相色譜法》、GB/T 8984.2－1997《氣體中微量一氧化碳、二氧化碳和碳氫化物的測定 第2 部分：氣體中一氧化碳、二氧化碳和碳氫化物總量的測定 氣相色法》、GB/T 8984.3－1997《氣體中微量一氧化碳、二氧化碳和碳氫化物的測定 第3 部分：氣體中總烴的測定 火焰離子化法》。
本標(biāo)準(zhǔn)與GB/T 8984.1—1997、GB/T 8984.2—1997 和GB/T 8984.3—1997 比較，主要差異如下：
——本標(biāo)準(zhǔn)為將GB/T 8984.1、GB/T 8984.2 和GB/T 8984.3 三個部分合并而成；
——增加了儀器檢測限的確認（本標(biāo)準(zhǔn)的7.3）；
——增加了典型應(yīng)用實例（本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A）。
本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A 為資料性附錄。
本標(biāo)準(zhǔn)由中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會提出。
本標(biāo)準(zhǔn)分由全國氣體標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口。
本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：西南化工研究設(shè)計院。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：何道善、陳雅麗、代高立、張軍。
本標(biāo)準(zhǔn)所代替標(biāo)準(zhǔn)的歷次版本發(fā)布情況為：
——GB/T 8984—1988、GB/T 8984.1—1997；
——GB/T 8985—1988、GB/T 8984.2—1997；
——GB/T 14606—1993、GB/T 8984.3—1997。
氣體中一氧化碳、二氧化碳和碳氫化合物的測定
氣相色譜法
1 范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了氣體中一氧化碳、二氧化碳和碳氫化合物的氣相色譜測定方法。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于氫、氧、氮、氦、氖、氬、氪和氙等氣體中一氧化碳、二氧化碳和甲烷組分的分項測定，一氧化碳、二氧化碳和碳氫化物總量（總碳）的測定和總烴的測定。
2 規(guī)范性引用文件
下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的版本。凡是不注日期的引用文件，其版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。
GB/T 3723 工業(yè)用化學(xué)產(chǎn)品采樣安全通則（GB/T 3723—1999，idt ISO 3165：1976）
GB/T 6680 液體化工產(chǎn)品采樣通則
GB/T 6681 氣體化工產(chǎn)品采樣通則
3 方法提要
采用氣相色譜法測定氣體中微量的一氧化碳、二氧化碳和碳氫化物。
樣品氣中一氧化碳、二氧化碳和碳氫化物經(jīng)甲烷化轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化為甲烷，用氫火焰離子化檢測器（FID）進行測定。轉(zhuǎn)化反應(yīng)如下：

注：CmHn 為飽和烴或不飽和烴。
當(dāng)分項測定一氧化碳、二氧化碳、甲烷時，試樣進樣后先經(jīng)色譜柱分離，再進入甲
烷化轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化；當(dāng)測定一氧化碳、二氧化碳和碳氫化物總量時，樣品進樣后先經(jīng)甲烷
化轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化，再進入色譜柱分離；當(dāng)測定總烴時，樣品不轉(zhuǎn)化也不分離。
4 材料、設(shè)備
載氣：氮、氬、氫、氧、空氣等均可用作載氣。通常，選擇的載氣與試樣主組分相同，
例如測定氫中雜質(zhì)時可用氫作載氣。載氣與主組分也可以不同，但試樣主組分不應(yīng)產(chǎn)生
大的干擾信號。載氣中待測定組分含量應(yīng)比試樣中該組分的含量低約一個數(shù)量級，否則
應(yīng)對載氣進行純化處理。
燃氣：高純氫。
轉(zhuǎn)化氣：高純氫。
助燃氣：空氣（壓縮空氣），經(jīng)分子篩干燥。
標(biāo)準(zhǔn)樣品：補充氣應(yīng)與待測樣品主組分相同。目的組分含量與待測試樣相近，通常為
1×10－6～5×10－6（摩爾分?jǐn)?shù)）。
純化器：當(dāng)載氣不符合要求時，應(yīng)使用純化器以脫除其中的一氧化碳、二氧化碳和碳
氫化物。
5 儀器
5.1 儀器描述
采用配有火焰離子化檢測器和甲烷化轉(zhuǎn)化器的氣相色譜儀。檢測限：0.05×10－6。各
典型應(yīng)用的色譜流程參見附錄A。
5.2 色譜柱
柱 1：長約40cm，內(nèi)徑約2mm，內(nèi)裝粒度為0.4mm～0.25mm 的TDX-01 碳分子篩，
或其他等效的色譜柱。該柱用于一氧化碳、二氧化碳、甲烷的分項測定和總碳的測定。
柱 2：不分離柱，長約1m，內(nèi)徑約2mm，內(nèi)裝粒度為0.2mm～0.25 mm 的6201 紅色
載體，或硅烷化玻璃微球載體，或其他等效柱。該柱用于總烴的測定。
5.3 甲烷化轉(zhuǎn)化柱
采用長 20cm～30cm，內(nèi)徑約3mm，內(nèi)裝粒度為0.4mm～0.25mm 的鎳催化劑的不銹
鋼柱。轉(zhuǎn)化溫度：350℃～380℃。轉(zhuǎn)化率應(yīng)不低于95%。測定總烴時，不使用該轉(zhuǎn)化柱。
5.4 取樣閥
氣體取樣閥，定量管容積通常為 3mL～5mL。
6 采樣
采樣中的安全事項應(yīng)符合 GB/T 3723 規(guī)定。
氣態(tài)樣品的采樣原則及一般規(guī)定應(yīng)符合 GB/T 6681 規(guī)定。
壓縮氣體應(yīng)使用針形閥減壓后經(jīng)采樣管直接送入色譜儀。
液化氣體的采樣應(yīng)符合 GB/T 6680 中的規(guī)定，將所采樣品汽化后經(jīng)采樣管直接送入
色譜儀。
管道輸送氣體在采樣點采取試樣，經(jīng)采樣器或采樣管將試樣送入色譜儀。
常壓或負壓樣品采用抽吸器將樣品直接送入色譜儀。
7 測定步驟
7.1 準(zhǔn)備：按儀器使用說明書開啟儀器，設(shè)定儀器各按項操作參數(shù)至儀器基線穩(wěn)定正常。
典型應(yīng)用操作參數(shù)參見附錄A。
7.2 標(biāo)定：將標(biāo)準(zhǔn)樣品經(jīng)采樣管與儀器連接。開啟試樣充分吹掃取樣系統(tǒng)直至取得代表樣
后，轉(zhuǎn)動取樣閥，向儀器進樣。測量儀器響應(yīng)值（峰面積或峰高）。重復(fù)進樣至少2 次，
直至響應(yīng)值偏差小于5%時取其平均值（ ） s s A 或h 。
7.3 按下述步驟確認儀器檢測限應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)要求：
a） 在標(biāo)定條件下，測量儀器噪音 N。
b） 按式（1）計算儀器對一氧化碳、二氧化碳和碳氫化合物的檢測限：
        ……………………………………（1）
式中：
Di —— 組分i 的檢測限（體積分?jǐn)?shù)），10-6；
N —— 標(biāo)定條件下儀器噪音,單位為毫米（mm）；
φj —— 標(biāo)準(zhǔn)樣品中組分i 的含量（體積分?jǐn)?shù)），10-6；
hj —— 標(biāo)定條件下標(biāo)準(zhǔn)樣品中組分i 的響應(yīng)值,單位為毫米（mm）。
7.4 測定：在與標(biāo)定*相同的條件下進行。將樣品氣經(jīng)取樣管與儀器連接。開啟試樣充
分吹掃取樣系統(tǒng)直至取得代表樣后，轉(zhuǎn)動取樣閥，向儀器進樣。測量儀器響應(yīng)值（峰面
積或峰高）。重復(fù)進樣至少2 次，直至響應(yīng)值相對偏差小于5%時取其平均值（ ） i i A 或h 。
8 結(jié)果表示
8.1 組分含量按式（2）計算：
   ………………………………（2）
式中：
 φi——樣品氣中組分i 的含量，10-6；
 φs——標(biāo)準(zhǔn)樣品中組分i 的含量，10-6；
A i（或hi ）——樣品中組分i 的響應(yīng)平均值[峰面積，單位為平方毫米（mm2）或峰高，單位為毫米（mm）]；
A s（或hs） ——標(biāo)準(zhǔn)樣品中組分i 的響應(yīng)平均值[峰面積，單位為平方毫米（mm2）或峰高，單位為毫米（mm）]。
8.2 以兩次平行測定結(jié)果的算術(shù)平均值作為zui終分析結(jié)果。兩次測定值相對偏差不大于±10%。
9 報告
報告至少應(yīng)包括下列內(nèi)容：
——有關(guān)樣品的全部信息，例如樣品的名稱、編號、采樣點、采樣日期和時間等；
——分析結(jié)果：以體積分?jǐn)?shù)表示的各測定組分在試樣中的含量；
——分析日期；
——分析員姓名和審核者姓名；
——測定條件及測定時觀察到的異常及說明；
——不包括在本標(biāo)準(zhǔn)中的其他操作及其說明；
——執(zhí)行本方法標(biāo)準(zhǔn)代號等。
附錄A
典型應(yīng)用實例
（資料性附錄）
A.1 氮中一氧化碳、二氧化碳和甲烷的測定
A.1.1 色譜流程示意圖參見圖A.1。

1—氫氣鋼瓶； 6—穩(wěn)壓閥； 11-TDX-01 色譜柱；
2—載氣鋼瓶（氬或氮） 7—流量計； 12—13X 分子篩色譜柱；
3—空氣鋼瓶； 8—具有定量管的六通閥； 13-甲烷轉(zhuǎn)化器；
4—氫氣表； 9—干燥凈化管； 14-氫火焰離子化檢測器
5—氧氣表； 10—六通閥；
圖 A.1 CO、CO2、CH4 測定色譜流程
A.1.2 參考操作參數(shù)
色譜柱：柱1（TDX－01），柱溫：約40℃；
檢測器溫度：100℃±2℃；
甲烷化轉(zhuǎn)化器溫度：350℃～380℃。
載氣：氮或氬，流量約 35mL/min；
燃氣：高純氫，流量約 35mL/min；
助燃氣：壓縮空氣，流量：400mL/min～500mL/min。
A.2 氬中一氧化碳、二氧化碳和碳氫化合物總含量的測定
A.2.1 色譜流程示意圖參見圖A.2。

1—氫氣鋼瓶； 5—氧氣表； 9—干燥凈化管；
2—氬氣鋼瓶； 6—穩(wěn)壓閥； 10—甲烷化轉(zhuǎn)化器；
3—空氣鋼瓶； 7—流量計； 11—色譜柱；
4—氫氣表； 8—具有定量管的六通閥； 12—氫火焰離子化檢測器。
圖 A.2 氬中總碳測定色譜流程
A.2.2 參考操作參數(shù)
載氣：氬，流量約 35mL/min；
燃氣：氫，流量約 35mL/min。
助燃氣：壓縮空氣，流量：400mL/min～500mL/min
色譜柱：TDX-01 碳分子篩。柱溫：約40℃；
檢測器溫度：100℃±2℃；
甲烷化轉(zhuǎn)化器溫度：350℃～380℃。
A.3 氧氣中總烴的測定
A.3.1 色譜流程圖參見圖A.3。

1—氧氣鋼瓶； 6—針形閥；
2—氮氣鋼瓶； 7—流量計；
3—氫氣鋼瓶； 8—具有定量管的六通閥；
4—空氣鋼瓶； 9—色譜柱；
5—減壓閥； 10—氫火焰離子化檢測器。
圖 A.3 氧中總烴測定的色譜流程
A.3.2 參考操作參數(shù)
載氣：高純氧，流量 4.8mL/min～10mL/min。
稀釋氣：高純氮，流量 20mL/min～60mL/min
燃氣：高純氫，流量33mL/min～60mL/min。
助燃氣：壓縮空氣，流量 380mL/min～400mL/min。
載氣氧的凈化柱：長20cm，內(nèi)徑4cm，把相對于載體0.3%的鉑、鈀混合物載附于γ -
氧化鋁載體上，在350℃下使用。
不分離柱：柱 2（6201 紅色載體）。柱溫約60℃。
檢測器溫度約 100℃。
A.4 氫中總烴的測定
A.4.1 色譜流程圖參見圖A.4 所示。

1—載氣鋼瓶； 6—流量計；
2—稀釋氣鋼瓶； 7—具有定量管的六通閥；
3—空氣鋼瓶； 8—色譜柱；
4—減壓閥； 9—氫火焰離子化檢測器。
5—穩(wěn)壓閥、針形閥；
圖 A.4 氫中總烴測定的色譜流程
A.4.2 參考操作參數(shù)
載氣：氫。流量：55mL/min～60mL/min。
稀釋氣：氬或氮，流量：40mL/min～60mL/min。
助燃氣：壓縮干燥空氣。流量：300mL/min～450mL/min。
不分離柱：柱 2（6201 紅色載體）。柱溫約60℃
檢測器溫度約 60℃。