气相色谱法测定气体中的氨含量

张洁，王希闯

（河南能源化工集团，河南龙宇煤化工有限公司，河南永城 476600）

在甲醇生产过程中，氨含量的测定是工艺生产重要的操作依据，对装置安全稳定运行具有重要意义。一般常量氨含量的分析使用的是兰舒仪法，需要配制溶液，操作复杂，并且操作者技能的差异可能造成分析误差。笔者尝试采用气相色谱法测定，取得了很好的效果。与兰舒仪分析法比较，分析速度和效率大大提高，准确度和精密度也能满足要求。

1 测定原理

使用锡箔取样袋或者钢瓶取样，样品在气化室气化后随载气进入PORAPAK-Q 色谱柱，通过热导检测器TCD进行检测，用外标法定量，以保留时间定性，峰面积定量，从而计算出气体中氨气的含量。

2 材料和仪器

氨气标准气：氨气含量分别为1.20%、5.56%；取样钢瓶：双阀带快插接头250 mL，316不锈钢材质；锡箔取样袋：双阀，1 L；不锈钢减压阀。

安捷伦7890 气相色谱仪，带有TCD 热导检测器，PORAPAK-Q 色谱柱，最高使用温度250℃；进样口：安捷伦专用填充柱进样口；六通阀：带辅助加热功能的全自动六通阀，配置2 mL定量环；安捷伦色谱工作站。

3 色谱操作条件

载气：H2，含量大于99.99%，载气流速25 mL/min；色谱柱箱温度设置：70℃；进样口设置温度：150℃；检测器设置温度：250℃；氢气，含量大于99.99%，流量20 mL/min；参比气流量：30 mL/min；尾吹气流量：5 mL/min；阀箱温度90℃。

4 分析步骤

4.1 氨气标准气体的准备

将氨气标准气体钢瓶安装上不锈钢减压阀，保证不漏气，摇晃钢瓶使样品气混合均匀，用不锈钢管连接到色谱的进样口。

4.2 建立校正曲线和校正表

打开载气的减压阀，调节气体出口压力到0.4 MPa左右，打开气相色谱的仪器电源，按上述参数进行设定，仪器自动达到设定的参数后，将氨气标气从低到高依次进入色谱，每个标准氨气样品进样3次，将3个样品峰面积的平均值作为基准峰面积，用保留值定性，峰面积进行定量，用外标法计算。为了测定含量大小不同的样品，按需要进行一、二级的校正。校正表见表1，校正曲线见图1。

表1 氨气校正表

图1 氨气校正曲线

4.3 样品的测定

混匀样品。将取样器的出口连接在色谱进样口上，连接管线尽量短。打开取样锡箔袋或者钢瓶的出口阀调节适当的流量，充分清洗整个进样系统，管路置换30 s以上，关闭锡箔袋或者钢瓶出口的阀门，待色谱置换气出口不再有气泡冒出时，按下色谱“开始”键。

色谱工作站将自动采集、记录色谱图，并根据样品的峰面积和原来的校正表数据计算出气体中氨气的含量。

将氨气样品连续进样平行测定3次，最后的结果以三次测定结果的平均值为准。图2 为气体中氨气的色谱图。

图2 气体中氨气的色谱图

从图2出峰色谱图中可以看出，气体中氨的色谱峰峰形对称，不拖尾，无干扰峰，完全可以实现该样品含量的测定。

5 检出限和标准曲线的相关系数

根据气体中氨的色谱图的出峰情况，按照噪声3倍计算，用此方法测定气体中氨的最低检出限为0.05%，可以满足正常的工作需要。

从校准曲线图1 可以得出本方法气体中氨的标准曲线相关系数为1.000 00，符合分析化验要求。

6 精密度和准确度的验证

6.1 精密度

将所取气体样品按上面的操作步骤进样，六次测定的结果见表2。

表2 精密度验证表

6.2 准确度

将标准气氨气含量为1.20%的气体，安装好减压阀调节合适的流量，按4.3的操作步骤进行进样，连续测定六次，并用兰舒仪法测定并对比。测定结果见表3。

表3 准确度验证表

7 结论

由表2、表3可以得出，用气相色谱法测定气体中氨的含量，重复性好，且方法快速，操作简单，不需要任何化学药品和试剂，且分析的准确度、精密度都在规定的允许范围内。总之，对于气体中氨含量的测定，气相色谱法是一种既快速准确又环保的分析方法。