气相色谱法在煤化工分析中的应用探讨

摘 要：随着我国经济社会的迅速发展，当前人们将更多的先进技术理论应用到具体的工程中，并且取得了较好的发展。其中气相色谱法的应用就比较成功，它主要是用来分析样品，并且在我国的很多领域已经得到了较为广泛的应用，如化工领域、石油领域以及环保及医药领域等。本文主要简单论述了气相色谱法的含义、特征和优势，并着重分析了气相色谱法在煤化工中的具体应用。

关键词：气相色谱法；煤化工；应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.051

0 引言

近些年随着我国经济技术的飞速发展，气相色谱仪也被广泛应用到各行各业中，并且取得了较好的发展，而在具体的应用中还存在一些问题，因此应该结合实际情况不断改进并完善这种方法，从而促使我国社会更加健康、稳定的发展。

1 简述气相色谱法

气相色谱仪是一种化学分析仪器，主要是用来分离复杂样品中的化合物。气相色谱法是近些年来应用比较广泛的一种新型的分离、分析技术，主要是在有机化学中对极易挥发又不容易分解的化合物进行分离与分析，它无论是从理论方面，还是具体的实践应用方面，都已经发展的比较完善了。气相色谱法中比较常用的检测器有火焰电离检测器和热导检测器，这两种检测器对很多种分析成分都有着灵敏的响应，同时可以测定很大范围内的浓度。用气相色谱法进行操作实验时，通常会用到气相色谱仪，而在具体的操作分析中，还需要用到一些其他都设备，如气流系统、分离系统、检测系统、数据处理系统、温度控制系统及其他辅助部件等。

2 气相色谱仪的特点和优点

2.1 气相色谱仪的特点

气相色谱仪中有一个色谱柱，色谱柱的工作原理即样品的不同，那么他们所具有的化学特性和物理特性也会有所不同，这就使其与相应的填充物之间有不同的作用力，而被空气中的气流以相应的速率带动。在化合物从色谱柱的底端流出时，检测系统就会检测到这些化合物，并发出相应的信号，并通过转换为电信号的方式有效输出。色谱柱是分离化合物中不同的成分，依照不同的成分在不同的阶段从色谱柱的低端流出来，进行检测。而温度、气流的速度等都会影响到这些化合物的保存时间和流出时间。

2.2 气相色谱仪的优点

使用色谱法和化学法在一定条件下对配置好的水煤气进行多次实验分析，分析结果表明色谱法重复性能更好，并且精准性更高。使用色谱法进行检测分析可以检测到最低浓度标准为10×10-6，但使用化学法却只能检测到10×10-3，这样化学法就明显没有色谱法的精准度高；色谱法主要是通过仪器进行自动分析、检测，水煤气的各组成成分的分析、检测是独立进行的，彼此之间并不影响，而化学分析法则使用的是532型工业气体分析器对其进行分析检测，通过吸收的气体量或是使得进行化学反应变换检测气体的方法来计算水煤气的组成成分，这样不能有效保证组成成分之间的不受影响；色谱法采用六通阀气体进样器进行检测，重复性能比较好，而化学法则完全是由人进行操作的，人的操作不当会对检测结果有极大的影响。采用色谱法进行分析，可以更好地实现数据的自动化，更好地确保了数据的精确性。

3 气相色谱仪在煤化工中的应用

3.1 色谱柱的正确选择

煤化工生产中，最主要的产物就是煤气，煤气中的主要成分氢气、氧气、氮气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等，如果分析这些气体的成分应该选用填充柱为13X 或是5A的色谱柱，这两种色谱柱的区别是分析的时间有所不同，其分析效果也会有所不同，但是他们的市场价格确是相同的。如果选用13X的填充柱，进样分析的时间较短，导致其每个峰之间的距离很近，容易引起峰之间的连接，尤其是一氧化碳的峰移动很快，分析效果持续时间较短，这样就不利于检测结果。若选用5A填充柱，进样分析时间又过长，而各个峰之间的距离也较远，尤其是一氧化碳峰和甲烷峰两个峰之间的距离要远很多，而柱的效果持续时间也比较长，这样便于检测分析。

3.2 5A、13X填充柱的成分

5A、13X 填充柱里面最主要的成为为分子筛，分子筛是被广泛应用在气固色谱分析中的一种比较新型的吸附剂，分子筛又叫泡沸石或是沸石，是硅酸盐或硅铝酸盐的结晶状态，主要是由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连接而成。媒体成分检测中气固色谱中普遍采用方钠型的4A、5A和八面型的13X 这三种分子筛。方钠型的4A和5A就是采用前缀数码将晶体结构加以分类，4A型就表示中A类，4则表示孔径，其化学式为Na2O·Al2O3·2SiO2·9/2H2O，硅铝比为SiO2/ Al2O3≈2，而如果将4A分子筛中大概1/4至3/4 的Na+替换成Ca2+，那么它就变成了5A型的分子筛。其实X类型的分子筛和A型分子筛区别不大，只是X型的分子筛中所含硅铝值较高而已。如13X型分子筛的化学式为Na2O·Al2O3·（2.8±0.2）SiO2·（6-7）H2O，它的硅铝比SiO2/AL2O3≈2.6-3.0。分子筛主要是针对永久性气体，如氧气、氮气、一氧化碳、甲烷、氢气等来进行分析的，分子筛吸收性较强，当它吸入大量的水分后，水分就占用了分子筛的位置，致使分子筛失去活性，而分子筛失去活性后则必须将其重新活化，因此在采用分子筛进行色谱分析时，载气必须保持干燥。

总之，气相色谱仪在煤化工中的作用是非常显著的，因此我们应该合理利用气相色谱仪对煤气进行有效分析，确保煤气中的各种含量都满足要求，促进煤化工企业的健康发展，进一步推动我国经济社会的稳定发展。

参考文献：

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[2]董永花.气相色谱法在煤化工分析中的应用研究[J].中国化工贸易，2013（10）：243-243.

[3]齐景杰.气相色谱法在煤化工分析中的应用[J].广东化工，2012，39（03）：158-158，162.

作者简介：温绍博（1983-），男，河北秦皇岛人，本科，助理工程师（化工），研究方向：医药企业实验室仪器分析和药品含量、有关物质测定方法的研究。endprint