气相色谱分析方法在煤化工领域的应用研究进展

邓韶博

（山西焦煤集团飞虹化工股份有限公司，山西临汾 041606）

气相色谱分析方法在煤化工领域的应用研究进展

邓韶博

（山西焦煤集团飞虹化工股份有限公司，山西临汾 041606）

从焦炉煤气、煤制天然气、煤制烯烃三个方面对气相色谱法在煤化工领域的应用进行了阐述，并对气相色谱分析方法的应用优势和趋势进行了探讨。

气相色谱；煤化工；焦炉煤气

随着科学技术的进步与发展，各种先进的分析检测技术被广泛应用到实践中。气相色谱法是以载气（一般为氮气）作为流动相，将样品带入色谱柱（填充柱或毛细管柱），在色谱柱中样品根据其沸点和极性的差异被有序分离，最终通过不同的定量方法在检测系统被定性和定量。气相色谱法广泛应用在工业、食品、生物制药等方面，近几年随着新型煤化工的蓬勃发展，气相色谱分析技术也逐渐在煤化工领域得到大量使用。

1 气相色谱分析在煤化工领域的应用

1.1 气相色谱分析在焦炉煤气方面的应用

焦炉煤气又称粗煤气，是炼焦用煤在炼焦炉中经过高温干馏后所产生的一种可燃性气体，是炼焦工业的副产品。其主要由氢气、氮气、二氧化碳、一氧化碳、甲烷等不凝气组分和苯系物、萘和硫化氢等组分构成。采用气相色谱分析焦炉煤气是传统煤化工的典型代表。

焦政华等[1]采用铝塑膜内胆取样器代替传统的橡胶球胆采样，以氩气作为载气，使用TDX-01和GDX-502填充柱分析样品，通过一次进样完成了焦炉煤气组分的全分析，明显缩短分析时间，而且通过改造经残余煤气进行排放，避免了对人体的伤害。曹战钊等[2]采用单阀双柱技术以氩气做载气，TDX-01和混合分子筛色谱柱对焦炉煤气进行分析，完成一次测定仅需20min，且定量结果准确，方法简单。

陈继伟等[3]采用气相色谱法分析煤气中的苯，比传统活性炭吸附法的测定时间短，而且消除了吸收管法测定中吸收管的收率、补正值等误差。杨秀华等[4]采用DNP及有机皂土作为固定相，采用程序升温对煤气中的苯进行测定，不但降低了成本，提高检测效率，而且提高了焦化苯收率。

朱静等[5]以四氯化碳作为吸收液，正十六烷做内标物，注射器取样，对煤气中萘含量测定进行了改进，相比于传统的苦味酸法和国家标准色谱法具有取样量少、分析时间短的优势。宁艳等[6]采用配置FPD检测器的气相色谱仪对煤气中的硫化氢进行测定，将其结果与传统碘量法进行比较发现，色谱法可以有效避免一些副反应的影响，具有更高的准确度和精密度。

1.2 气相色谱分析在煤制天然气方面的应用

随着煤化工行业的蓬勃发展以及天然气消费量的大幅增加，我国煤制天然气行业取得长足发展，成为新型煤化工领域投资热点。天燃气主要由丙烷、丁烷等烃类和氮气、二氧化碳等不凝气组成。天然气中各组分的含量是衡量产品优劣的关键参数，为此气相色谱分析显得尤为必要。

张燕东[7]论述了3种不同的定量方法，并对每一种定量方法的优缺点进行了描述，同时对样品进行测试发现：在保持柱温变化范围在0.3℃，载气流动速度控制在1%以内时，测定结果的相对标准偏差小于1%。同时对影响结果测试精密度的影响因素进行了探讨。

杨霆[8]从气相色谱仪的构造出发，详细描述了天然气各组分分析的全流程，在氩气作为载气，合适的分流比以及适宜的程序升温条件下，对国际天然气组分模拟数据与我国西气东输的实际数据进行对比。同时对气相色谱的使用注意事项和维护保养方法进行了描述，认为气相色谱分析技术的使用能减少资本投入，扩大经济效益，同时简单便利，降低人工工作量。

1.3 气相色谱分析在煤制烯烃方面的应用

煤经甲醇制烯烃（简称MTO）是近年来新型煤化工发展的热点项目，MTO技术最核心的是催化剂对甲醇的转化效率，主要为MTO反应气中乙烯和丙烯的含量。气相色谱法较为准确的定量了MTO反应气中各组分的含量。

葛喜慧等[9]使用3台HP-7890B色谱对MTO反应气组分进行了分析，一台配置五阀八柱三通道分析低碳烃类和永久性气体，另一台采用双通道分析含氧化物，在氧化物中乙酸乙酯和丁酮的分离效果不佳时采用第3台色谱进行分析。文章对仪器的检测过程进行了详细描述，并通过外标法、校正归一法、差减法对反应气中每个组分的含量进行定量，通过对同一样品的6次进样结果进行偏差分析。邢爱华[10]通过调整仪器参数，使用GC-2014对甲醇制烯烃反应的主要产物和微量副产物进行了分析，结果发现使用AL2O3色谱柱对C1～C6分离效果良好，且对C4和C5的同分异构体分离效果更佳，同时用外标法对全组分进行定量，整个分析过程仅需25min。

2 结束语

气相色谱分析技术方法快捷，定量精确，在忽略采样误差的情况下，进样分析具有良好的重复性和再现性。目前该技术已被广泛应用于各行各业，随着新型煤化工的大力发展必将得到更大范围的扩展，同时伴随着工艺的复杂化，必然会出现新的分析难题，因此进行新的技术研究必不可少，定量准确是色谱技术的第一要素，因此在未来将气相色谱分析技术与其他先进分析手段相结合将成为新的发展趋势。

[1] 焦政华，魏凯，李文静，等.气相色谱法应用于焦炉煤气的分析[J].企业技术开发，2015，（34）：175-176.

[2] 曹战钊，李凤霞，周淑珍，等.气相色谱法测定焦炉煤气的探讨[J].河南冶金，2006，（14）：29-31.

[3] 陈继伟，李秀艳.气相色谱法测定煤气中粗苯含量[J].山东冶金，2010，（32）：57-58.

[4] 杨秀华，丁玉献.用气相色谱仪测定煤气含苯[J].燃料与化工，2005，（36）：39-40.

[5] 朱静，魏林，刘俊.煤气中萘含量的气相色谱分析法的改进[J].华东冶金学院学报，2000，（17）：134-137.

[6] 宁艳，王纯园，吴威.气相色谱法测定煤气中硫化氢[J].化工技术与开发，2004，（33）：33-34.

[7] 张燕东.气相色谱法分析天然气成分点滴谈[J].科技创新与应用，2015，（28）：32-33.

[8] 杨霆.气相色谱仪在天然气组分分析中的应用[J].中国高新技术企业，2014，（26）：55-57.

[9] 葛喜慧，邓方文，杨红杰，等.气相色谱法分析甲醇制烯烃产品气全组分[J]化工技术与开发，2016，（45）：42-46.

[10] 邢爱华.甲醇制烯烃反应产物全组分定量分析方法研究[J].2014，（34）：157-160.

Advances in Application of Gas Chromatography in the Field of Coal Chemical Industry

Deng Shao-bo

From the three aspects of coke oven gas，coal gas，coal to olefins on gas chromatography in the field of coal chemical industry were introduced，and the advantages and application trend of gas chromatographic analysis method is discussed.

gas chromatography；coal chemical industry；coke oven gas

O657；TP212.2

：A

：1003–6490（2016）10–0003–02

2016–10–07

邓韶博（1987—），男，山西河津人，助理工程师，主要从事分析检测方面工作。