气体中一氧化碳二氧化碳和碳氢化合物的测定

_气体中一氧化碳二氧化碳和碳氢化合物的测定

前言
本标准代替 GB/T 8984.1－1997《气体中微量一氧化碳、二氧化碳和碳氢化物的测定 第1 部分：气体中一氧化碳、二氧化碳和甲烷的测定 气相色谱法》、GB/T 8984.2－1997《气体中微量一氧化碳、二氧化碳和碳氢化物的测定 第2 部分：气体中一氧化碳、二氧化碳和碳氢化物总量的测定 气相色法》、GB/T 8984.3－1997《气体中微量一氧化碳、二氧化碳和碳氢化物的测定 第3 部分：气体中总烃的测定 火焰离子化法》。
本标准与GB/T 8984.1—1997、GB/T 8984.2—1997 和GB/T 8984.3—1997 比较，主要差异如下：
——本标准为将GB/T 8984.1、GB/T 8984.2 和GB/T 8984.3 三个部分合并而成；
——增加了仪器检测限的确认（本标准的7.3）；
——增加了典型应用实例（本标准的附录A）。
本标准的附录A 为资料性附录。
本标准由中国石油和化学工业协会提出。
本标准分由全国气体标准化技术委员会归口。
本标准起草单位：西南化工研究设计院。
本标准主要起草人：何道善、陈雅丽、代高立、张军。
本标准所代替标准的历次版本发布情况为：
——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。
气体中一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物的测定
气相色谱法
1 范围
本标准规定了气体中一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物的气相色谱测定方法。
本标准适用于氢、氧、氮、氦、氖、氩、氪和氙等气体中一氧化碳、二氧化碳和甲烷组分的分项测定，一氧化碳、二氧化碳和碳氢化物总量（总碳）的测定和总烃的测定。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的版本。凡是不注日期的引用文件，其版本适用于本标准。
GB/T 3723 工业用化学产品采样安全通则（GB/T 3723—1999，idt ISO 3165：1976）
GB/T 6680 液体化工产品采样通则
GB/T 6681 气体化工产品采样通则
3 方法提要
采用气相色谱法测定气体中微量的一氧化碳、二氧化碳和碳氢化物。
样品气中一氧化碳、二氧化碳和碳氢化物经甲烷化转化器转化为甲烷，用氢火焰离子化检测器（FID）进行测定。转化反应如下：

注：CmHn 为饱和烃或不饱和烃。
当分项测定一氧化碳、二氧化碳、甲烷时，试样进样后先经色谱柱分离，再进入甲
烷化转化器转化；当测定一氧化碳、二氧化碳和碳氢化物总量时，样品进样后先经甲烷
化转化器转化，再进入色谱柱分离；当测定总烃时，样品不转化也不分离。
4 材料、设备
载气：氮、氩、氢、氧、空气等均可用作载气。通常，选择的载气与试样主组分相同，
例如测定氢中杂质时可用氢作载气。载气与主组分也可以不同，但试样主组分不应产生
大的干扰信号。载气中待测定组分含量应比试样中该组分的含量低约一个数量级，否则
应对载气进行纯化处理。
燃气：高纯氢。
转化气：高纯氢。
助燃气：空气（压缩空气），经分子筛干燥。
标准样品：补充气应与待测样品主组分相同。目的组分含量与待测试样相近，通常为
1×10－6～5×10－6（摩尔分数）。
纯化器：当载气不符合要求时，应使用纯化器以脱除其中的一氧化碳、二氧化碳和碳
氢化物。
5 仪器
5.1 仪器描述
采用配有火焰离子化检测器和甲烷化转化器的气相色谱仪。检测限：0.05×10－6。各
典型应用的色谱流程参见附录A。
5.2 色谱柱
柱 1：长约40cm，内径约2mm，内装粒度为0.4mm～0.25mm 的TDX-01 碳分子筛，
或其他等效的色谱柱。该柱用于一氧化碳、二氧化碳、甲烷的分项测定和总碳的测定。
柱 2：不分离柱，长约1m，内径约2mm，内装粒度为0.2mm～0.25 mm 的6201 红色
载体，或硅烷化玻璃微球载体，或其他等效柱。该柱用于总烃的测定。
5.3 甲烷化转化柱
采用长 20cm～30cm，内径约3mm，内装粒度为0.4mm～0.25mm 的镍催化剂的不锈
钢柱。转化温度：350℃～380℃。转化率应不低于95%。测定总烃时，不使用该转化柱。
5.4 取样阀
气体取样阀，定量管容积通常为 3mL～5mL。
6 采样
采样中的安全事项应符合 GB/T 3723 规定。
气态样品的采样原则及一般规定应符合 GB/T 6681 规定。
压缩气体应使用针形阀减压后经采样管直接送入色谱仪。
液化气体的采样应符合 GB/T 6680 中的规定，将所采样品汽化后经采样管直接送入
色谱仪。
管道输送气体在采样点采取试样，经采样器或采样管将试样送入色谱仪。
常压或负压样品采用抽吸器将样品直接送入色谱仪。
7 测定步骤
7.1 准备：按仪器使用说明书开启仪器，设定仪器各按项操作参数至仪器基线稳定正常。
典型应用操作参数参见附录A。
7.2 标定：将标准样品经采样管与仪器连接。开启试样充分吹扫取样系统直至取得代表样
后，转动取样阀，向仪器进样。测量仪器响应值（峰面积或峰高）。重复进样至少2 次，
直至响应值偏差小于5%时取其平均值（ ） s s A 或h 。
7.3 按下述步骤确认仪器检测限应符合本标准要求：
a） 在标定条件下，测量仪器噪音 N。
b） 按式（1）计算仪器对一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物的检测限：
        ……………………………………（1）
式中：
Di —— 组分i 的检测限（体积分数），10-6；
N —— 标定条件下仪器噪音,单位为毫米（mm）；
φj —— 标准样品中组分i 的含量（体积分数），10-6；
hj —— 标定条件下标准样品中组分i 的响应值,单位为毫米（mm）。
7.4 测定：在与标定*相同的条件下进行。将样品气经取样管与仪器连接。开启试样充
分吹扫取样系统直至取得代表样后，转动取样阀，向仪器进样。测量仪器响应值（峰面
积或峰高）。重复进样至少2 次，直至响应值相对偏差小于5%时取其平均值（ ） i i A 或h 。
8 结果表示
8.1 组分含量按式（2）计算：
   ………………………………（2）
式中：
 φi——样品气中组分i 的含量，10-6；
 φs——标准样品中组分i 的含量，10-6；
A i（或hi ）——样品中组分i 的响应平均值[峰面积，单位为平方毫米（mm2）或峰高，单位为毫米（mm）]；
A s（或hs） ——标准样品中组分i 的响应平均值[峰面积，单位为平方毫米（mm2）或峰高，单位为毫米（mm）]。
8.2 以两次平行测定结果的算术平均值作为zui终分析结果。两次测定值相对偏差不大于±10%。
9 报告
报告至少应包括下列内容：
——有关样品的全部信息，例如样品的名称、编号、采样点、采样日期和时间等；
——分析结果：以体积分数表示的各测定组分在试样中的含量；
——分析日期；
——分析员姓名和审核者姓名；
——测定条件及测定时观察到的异常及说明；
——不包括在本标准中的其他操作及其说明；
——执行本方法标准代号等。
附录A
典型应用实例
（资料性附录）
A.1 氮中一氧化碳、二氧化碳和甲烷的测定
A.1.1 色谱流程示意图参见图A.1。

1—氢气钢瓶； 6—稳压阀； 11-TDX-01 色谱柱；
2—载气钢瓶（氩或氮） 7—流量计； 12—13X 分子筛色谱柱；
3—空气钢瓶； 8—具有定量管的六通阀； 13-甲烷转化器；
4—氢气表； 9—干燥净化管； 14-氢火焰离子化检测器
5—氧气表； 10—六通阀；
图 A.1 CO、CO2、CH4 测定色谱流程
A.1.2 参考操作参数
色谱柱：柱1（TDX－01），柱温：约40℃；
检测器温度：100℃±2℃；
甲烷化转化器温度：350℃～380℃。
载气：氮或氩，流量约 35mL/min；
燃气：高纯氢，流量约 35mL/min；
助燃气：压缩空气，流量：400mL/min～500mL/min。
A.2 氩中一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物总含量的测定
A.2.1 色谱流程示意图参见图A.2。

1—氢气钢瓶； 5—氧气表； 9—干燥净化管；
2—氩气钢瓶； 6—稳压阀； 10—甲烷化转化器；
3—空气钢瓶； 7—流量计； 11—色谱柱；
4—氢气表； 8—具有定量管的六通阀； 12—氢火焰离子化检测器。
图 A.2 氩中总碳测定色谱流程
A.2.2 参考操作参数
载气：氩，流量约 35mL/min；
燃气：氢，流量约 35mL/min。
助燃气：压缩空气，流量：400mL/min～500mL/min
色谱柱：TDX-01 碳分子筛。柱温：约40℃；
检测器温度：100℃±2℃；
甲烷化转化器温度：350℃～380℃。
A.3 氧气中总烃的测定
A.3.1 色谱流程图参见图A.3。

1—氧气钢瓶； 6—针形阀；
2—氮气钢瓶； 7—流量计；
3—氢气钢瓶； 8—具有定量管的六通阀；
4—空气钢瓶； 9—色谱柱；
5—减压阀； 10—氢火焰离子化检测器。
图 A.3 氧中总烃测定的色谱流程
A.3.2 参考操作参数
载气：高纯氧，流量 4.8mL/min～10mL/min。
稀释气：高纯氮，流量 20mL/min～60mL/min
燃气：高纯氢，流量33mL/min～60mL/min。
助燃气：压缩空气，流量 380mL/min～400mL/min。
载气氧的净化柱：长20cm，内径4cm，把相对于载体0.3%的铂、钯混合物载附于γ -
氧化铝载体上，在350℃下使用。
不分离柱：柱 2（6201 红色载体）。柱温约60℃。
检测器温度约 100℃。
A.4 氢中总烃的测定
A.4.1 色谱流程图参见图A.4 所示。

1—载气钢瓶； 6—流量计；
2—稀释气钢瓶； 7—具有定量管的六通阀；
3—空气钢瓶； 8—色谱柱；
4—减压阀； 9—氢火焰离子化检测器。
5—稳压阀、针形阀；
图 A.4 氢中总烃测定的色谱流程
A.4.2 参考操作参数
载气：氢。流量：55mL/min～60mL/min。
稀释气：氩或氮，流量：40mL/min～60mL/min。
助燃气：压缩干燥空气。流量：300mL/min～450mL/min。
不分离柱：柱 2（6201 红色载体）。柱温约60℃
检测器温度约 60℃。