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用于對原油中的輕烴及其他石油餾分進行可靠分析的預分餾塔
閱讀：665 發(fā)布時間：2023-1-4摘要：介紹了基于毛細管色譜柱（使用中點壓力控制）的預柱反吹系統(tǒng)。通過由 Agilent 7890A氣相色譜系統(tǒng)上的 AUX EPC 通道控制的微板流路控制技術(shù) (CFT) 吹掃接頭實現(xiàn)中點反吹。本文主要討論的應用涉及原油的初餾，其中可對 C4 至 C12 組分進行高分離度分離。本文通過使用 Polywax 500 的常規(guī)反吹方法來闡述反吹原理。
前言40 多年來，氣相色譜中的反吹原理已經(jīng)成為許多石化及氣體分析應用的重要基礎。大多數(shù)方法都會采用連接至機械閥的填充或微填充預柱。隨后可使用填充柱或毛細管柱完成分析分離，同時反吹預柱以進行排氣。現(xiàn)在，可以使用標準分流/不分流進樣口或多模式進樣口 (MMI) 在僅有毛細管的系統(tǒng)中進行預柱反吹。對于樣品組分在最后一個目標組分之后洗脫（或在某些情況下不洗脫）的任何應用而言，反吹都是理想選擇。石油工業(yè)中的工藝工程師與化學家們經(jīng)常需要詳細分析寬沸程原材料或給料中的輕餾分。雖然氣相色譜是常用的石油和石化樣品分離方法，但由于特定毛細管色譜柱有其適用的的沸點范圍或最大碳原子數(shù)目，這種方法存在著客觀局限性。許多石油材料含有無法洗脫的高沸物。由于重組分從色譜柱上洗脫下來可能需要60 min 或更長的時間，因此即便樣品和色譜柱匹配，分析時間仍可能是個問題?，F(xiàn)在，可對眾多石油材料（例如原油）的分析流程進行輕松優(yōu)化，僅僅分析需要的組分，從而提供高分離度并節(jié)省時間。原油的分析就是一個例子。對于尋找最佳原料精煉方法的工藝工程師而言，C4 至 C12 組分烴類的詳細分析意義重大。這對原油的估價也至關(guān)重要。典型的預分餾塔或預柱反吹氣相色譜配置包含可能需要特殊的進樣口的填充預柱和機械閥。這些系統(tǒng)需要頻繁保養(yǎng)，在熱控制不佳時容易發(fā)生故障，對于高分離度分離并不理想。安捷倫提供了基于簡易的箱內(nèi)微板流路控制技術(shù) (CFT)裝置的解決方案，吹掃接頭 (p/n G3186-60580)。MMI、AUX 模塊及 FID 是 Agilent 7890A 氣相色譜系統(tǒng)所需的全部硬件。該配置與包括 MSD 在內(nèi)的所有氣相色譜檢測器兼容。
實驗部分基本系統(tǒng)如下方圖 1 所示。MMI 在反吹期間以程序升溫分流模式協(xié)助吹掃襯管，而 AUX 通道控制分析柱流量。進樣由 7693A 塔板系統(tǒng)控制，該系統(tǒng)通過基本的樣品制備步驟（混合、稀釋及加熱）進行自動樣品制備。
C4 至 C12/C13 原油組分分析參數(shù)樣品： 各種原油進樣口： 多模式，250:1 分流進樣口程序： 250 °C (0.3 min) 至 425 °C (60 min)，200 °C/min柱箱程序： 35 °C (10 min) 至 160 °C (1 min)，1 °C/min 然后15 °C/min 至 240 °C色譜柱 1： 2 m × 0.32 mm 去活處理的保留間隙色譜柱 1 流量： 0.9 mL/min，恒流模式色譜柱 2： 100 m x 0.25 mm，0.5 µm DB-Petro色譜柱 2 流量： 1.2 mL/min，恒流模式C12 之后反吹： 大約 1.3 min寬沸程常規(guī)方法參數(shù)樣品： Polywax 500進樣口： MMI，10:1 分流進樣口程序： 350 °C (0 min) 至 425 °C (20 min)柱箱程序： 50 °C (0 min) 至 355 °C (5 min)，15 °C/min色譜柱 1： 1 m x 0.53 mm 去活處理的保留間隙色譜柱 1 流量： 9 mL/min色譜柱 2： 5 m x 0.53 mm × 0.15 µm DB-HT色譜柱 2 流量： 12 mL/min反吹時間： 多種
預柱反吹的常規(guī)步驟可使用寬沸程樣品（例如 Polywax 500，PW 500）進行說明，這些樣品可輕松實現(xiàn)特定碳原子數(shù)條件下的反吹。圖 2A 和 2B 分別為 PW500 分析的預柱和分析柱的設置窗口。注意，反吹通過預柱進樣口（本例中為 MMI）預設的快速降壓過程觸發(fā)。首先，確定色譜柱的進樣口和出口很關(guān)鍵。預柱的進樣口為 MMI，出口為 Aux 通道。分析柱的進樣口為 Aux，出口為 FID。
……
結(jié)論最為重要的是，該系統(tǒng)可以對眾多寬分子量范圍的樣品進行氣相色譜分析，此前，此類樣品的進樣會損壞色譜柱或檢測器。中點壓力控制使分析柱以所需的流量運行，同時對預柱進行反吹。此外，未涂層預柱使所需化合物能夠在較低的溫度下轉(zhuǎn)移。尤其是能夠更快地對重組分進行反吹。但也可以使用涂層預柱，在某些應用中使用薄固定相效果更好。在這種體系中，色譜柱壽命更長，并且具有更好的保留時間穩(wěn)定性。出于節(jié)省時間或保護色譜柱的目的，在某些氣相色譜應用中，需要將輕質(zhì)或洗脫較早的組分與重組分分離，防止重組分進入分析柱；預柱和分析柱的不同組合可以滿足這些需求。示例性應用包括燃料添加劑及生物柴油分析。該配置與 MSD 兼容，因為在反吹期間不會出現(xiàn)流向檢測器的高載流。大多數(shù)情況下，甚至可以使用擴散泵系統(tǒng)，因為分析柱常具有高分離度，而且反吹期間的色譜柱流速很低。Agilent 7890A 氣相色譜系統(tǒng)具有精確穩(wěn)定的電子氣路控制，可在多種色譜柱長度、固定相和內(nèi)徑條件下進行中點反吹。專為密封接口、加強惰性、消除未波及體積設計的 CFT 吹掃接頭可實現(xiàn)與單色譜柱系統(tǒng)相當?shù)纳V性能。