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知微见著|安捷伦GC新增石化烯烃分析专用方案

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实验结果/结论
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聚烯烃

聚烯烃行业,作为石化行业中一项重要的工艺,其发展趋势对于整个石化行业来说,有着重要的影响。“十四五”期间,中国政策支持聚烯烃产业升级、高端化、差异化、多元化产品开发的技术创新。也支持高端聚烯烃产品的开发和市场推广力度,其中包括提高食品包装、医疗用品、高端管材、电容薄膜、汽车产业、燃气管道等高端专用料的生产比例,从而提升我国聚烯烃产业的竞争力。


随着聚烯烃产业的高端发展趋势,相应工艺过程、产品质量中具有重要分析的平台-气相色谱,也表现出两个特点:一是完整的现代化炼化一体化项目气相色谱数量已达百台以上规模,二是关键烯烃控制指标大幅提高,意味高端工艺对痕量组份的色谱分析技术要求水涨船高


以《GB/T 3394-2009 工业用乙烯、丙烯中微量一氧化碳、二氧化碳和乙炔的测定 气相色谱法》为例,其中的甲烷化法用于检测亚 ppb 级别力有不逮,而聚合级丙烯对永 久性杂质的要求已经达到了 30ppb 左右级别


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安捷伦开发了基于脉冲放电氦离子化检测器(PDHID)的专门方案,很好的解决了这个难题,从而实现检测灵敏度跨数量级提高。


熟悉安捷伦的朋友,应该记得“安捷伦视界”微信平台曾经发布过“燃料电池用氢杂质检测”,其中详细介绍过 PDHID 检测器原理和应用特点。


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不妨我们把其中 PDHID 原理复习一下:

脉冲放电氦离子化检测器(PDHID)小贴士


氦在高压脉冲激发下,发射出 13.5-17.7eV 的连续辐射光,其中亚稳态氦与待测组分反应电离产生信号,信号强度与组分浓度线性对应,经过放大调制和数据处理,形成被检测定量的色谱峰。


由于氦的第 一电离能为 24.587Ev,是主族元素中最 高的,故光子和亚稳态原子具有的高能量可使包括氖在内的一切物质分子电离,因此 PDHID 具有高灵敏性、高通用性


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安捷伦专用气相色谱方案,采用了多阀、特殊流路技术,放空反吹 C2/C3 烃主成分,避免检测器饱和冲击、确保待测组分不受干扰。以上细节确保得到良好组分分离和检测下限,同时结果准确稳定、延长了检测器的使用寿命


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图 1. 1ppm 典型标样组成全色谱图


系统特点一

由于 PDHID 的原理,全流路的泄漏率、杂质含量干扰是决定检测器表现的极其重要因素。系统采用电子级气体流路专业设计,HP2、Mini getter×4 独立、多级载气纯化及氦气保护盒,确保去除主要干扰杂质,使得氦气杂质含量小于 10-5,基线可达<1000pA 水平


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图 2. 50ppb 标准样品色谱图


系统特点二

只用一台仪器、一个通道、一个检测器即可完成 GB/T 7716-2014 聚合级丙烯标准中,需要多个标准、多台仪器(或者多通道)、多个检测器才能完成的多个目标组分检测,分析通量、分析效率大幅提高,同时避免同一样品多次进样带来的操作误差。与行业标准 ASTM D8098-17、T/CIESC 0021-2022 通用


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注:感谢中国石化北京化工研究院高级工程师陈松对本文的指导。

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