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气相色谱仪对粗品丁二烯和混合物 C4 馏分的可靠分析

发布时间:2022-07-27   点击次数:185次

 引言经蒸汽裂解过程得到粗混合 C4 馏分,然后使其进入丁二烯萃取单元,同时通过萃取蒸馏将丁二烯与其它 C4 化合物进行分离 [2]。目前使用的萃取蒸馏工艺有几种,例如,基于NMP(n-甲基吡咯烷酮)的丁二烯萃取、水相分离和 ACN(乙腈)萃取。大多数工艺都包括水相萃取。在得到单体级 1,3-丁二烯之前,粗品 1,3-丁二烯中包含夹带的水分、萃取溶剂和其它杂质。


 前 的 应 用 简 报 [1]表 明 , GS-氧 化 铝 柱 (50 m × 0.53 mm,10.00 µm) 是痕量杂质分析的理想色谱柱。但是,粗品 1,3-丁二烯中存在的水分将被 Al2O3 表面吸附,导致保留时间缩短。这一现象可以通过逐次分析或数次分析后对色谱柱高温加热除水来避免。但这一过程比较费时。本篇应用简报采用柱前反吹系统去除水分、极性溶剂以及高分子量组分,使其不能进入氧化铝柱。柱前反吹系统以 CFT 装置为基础,加上一个由 7890 系列 GC 系统上被 AUX EPC 通道控制的吹扫接头。使用一根极性 HP-INNOWAX柱作为预柱来保留水分、ACN 等极性溶剂和高分子量组分(如,二聚体)。一旦轻烃组分转入氧化铝柱,进样口上的压力降将使载气反向通过预柱,从而将极性和重组分通过分流/不分流进样口(SSL) 的分流出口反吹出去。同时,烃类组分在氧化铝柱上进行分离。分析结束的同时也完成了反吹,因此可最大限度地节省了时间。


实验图 1 显示了该配置的示意图。预柱(第一根色谱柱)采用 15 m ×0.53 mm,1 µm HP-INNowax 柱,分析柱(第二根色谱柱)采用50 m × 0.53 mm,10.00 µm GS-氧化铝柱。使用 HPLI 进样。通过 EPC 流量(本例中PCM B-1)控制分析柱流量,同时通过 SSL控制预柱流量。

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可通过 SSL 对预柱编程快速压力降来触发反吹。确定色谱柱的进样口和出口是非常关键的。预柱的进样是 SSL,出口是 PCM B-1。对于分析柱来说,进样口是 PCM B-1,出口是 FID。设置窗口分别如图 2A 和 2B 所示。

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为了启动系统设置,PCM 和进样口的压力和流量传感器必须为零[4]。如此才能准确控制进样口和吹扫接头的压力。可在 7890A 系列用户指南中找到这一步骤。氧化铝柱必须进行校正,因为该系统取决于毛细管柱中的当前流量,而毛细管柱则由色谱柱规格决定。实验表明,PLOT 柱所给出的膜厚是个平均值,不一定在所有情况下都能正确地计算流量。因此,需要用下列方法找出 GS氧化铝柱的等效膜厚:


  1. 将该色谱柱安装在 GC 进样口和检测器之间2. 将柱压力模式设置为恒压3. 在本例中将柱温设为 60 °C,柱压设为 9.8 psi(本例所用的方法)4. 于检测器端测量柱流量(确保检测器气体关闭)。注意,本例中的流量为 8.2 mL/min5. 向流量计算器中输入柱长、标记的内径、柱压、柱温和载气类型 (He) [3]。图 3 显示了样品运行。不可在流量计算器中输入出口流量6. 在流量计算器中,调节柱内径,直到计算的流量(出口流量)与所测柱流量相同,达到 8.2 mL/min 为止。图 3 显示,这个例子中的有效内径为 0.52 mm

……

结论我们用配置了高压液体进样器和 CFT 吹扫接头的 Agilent 7890气相色谱仪系列 GC 系统对含水等极性化合物的粗品丁二烯和混合 C4 馏分进行了可靠分析。配有精确、稳定电子流量控制的 CFT 吹扫接头实现了中点反吹,防止混合 C4 馏分和粗品丁二烯中存在的水和二聚体等重组分进入敏感而昂贵的氧化铝 PLOT 柱。从而使氧化铝柱得到了保护,在多次进样后仍能够保持性能不变。轻烃组分得到良好分离,重现性也得到了改善。

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