一种双柱双检测器气相色谱的数据处理方法技术

本发明专利技术为一种针对双柱双检测器（热导池以及氢火焰）气相色谱的数据处理方法。该方法中引入一个校正因子，采用一种算法。本发明专利技术实现了甲烷无氧芳构化反应产物的全分析，同时可对第二种气体共存在下甲烷无氧芳构化反应进行产物的全分析。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种气相色谱的数据处理方法，具体地说，涉及一种针对双柱双检测器(热导池以及氢火焰)气相色谱的数据处理方法。
技术介绍
气相色谱是催化领域中的常用检测仪器。多检测器的气相色谱能够扩大分析范围，其应用越发重要。在实际工作中，将不同检测器上所得到的结果进行关联，得到产物的全分析结果是非常重要的。甲烷芳构化反应采用双柱双检测器(热导池以及氢火焰)气相色谱来检测产物。自从1993年王林胜等报道了Mo/ZSM-5在无氧条件下甲烷芳构化反应的结果之后“甲烷在Mo/HZSM5和Zn/HZSM5催化体系上无氧脱氢芳构化的技术”〔中国专利93115889.3〕，该反应受到普遍关注。1999年舒玉瑛等申请了“一种甲烷合成芳烃的催化剂及其在合成反应中的应用”的专利。舒玉瑛等申请了专利对该反应产物进行了内标法全碳分析“用于甲烷等低碳烷烃无氧脱氢芳构化反应产物的分析方法”，但在使用中出现反常的积碳值。在对甲烷芳构化反应的研究中，第二种气体的作用受到普遍关注。Ichikawa等报道了CO/CO2对于甲烷芳构化反应的促进作用、、。1999年袁山东等人报道了适量氧化剂存在对甲烷芳构化反应的促进作用。徐奕德等人提出了甲烷氧化偶联反应与甲烷芳构化反应耦合，在氧气存在的情况下，得到了优于甲烷无氧芳构化反应的结果。因此，在第二种气体存在下，反应产物如何分析至关重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种针对双柱双检测器(热导池以及氢火焰)气相色谱的数据处理方法。为实现上述目的，本专利技术提出一个体积校正因子F，采用了循环算法。下面结合甲烷无氧芳构化反应实例详述本专利技术。原料气为CH4/N2，N2为内标。产物用双柱分离，其中一根为OV-101毛细管柱，分离产物进入氢火焰检测器检测甲烷，苯，甲苯，萘；另一根柱子为Hayesep D不锈钢填充柱，分离产物进入热导池检测器检测氢，氮，一氧化碳，甲烷，二氧化碳，乙烯，乙烷。(1)检测器相对摩尔校正因子(a)热导池检测器物质 相对摩尔校正因子转化为碳数的相对摩尔校正因子N22.38CO 1.9 1.9CH42.572.57C2H41.553.1C2H61.332.66(b)氢火焰检测器物质相对摩尔校正因子转化为碳数的相对摩尔校正因子 CH45.61 5.61C6H61.06.0C7H81.25 8.72C8H100.74 5.92C10H80.33 3.3(2)反应尾气检测结果(a)氢火焰检测器数据峰面积CH48214396C6H6792217C7H838203C8H104286C10H8218202(b)热导池检测器数据原料气峰面积百分比N211.4％ CH488.6％峰面积H21762N257441CO0CH4394052C2H4778C2H6556(3)将反应结果转化为碳数(a)热导池检测器数据CO 0*1.9＝0CH4394052*2.57＝1012714C2H4778*3.1＝2412C2H6556*2.66＝1479即C1+C2＝0+1012714+2412+1479＝1016605(b)氢火焰检测器数据CH48214396*5.61＝46082762C6H6792217*6＝4753302 C7H838203*8.72＝333130C8H104286*5.9＝25287C10H8218202*3.3＝720067即芳烃总碳数＝4753302+333130+25287+720067＝5831786(4)将氢火焰检测器检测芳烃总碳数转化为热导池检测器相应芳烃碳数，并计算热导池检测器总碳数。以C1+C2作桥热导池检测器检测相应芳烃碳数＝氢火焰检测器检测芳烃总碳数*热导池检测器检测(C1+C2)/氢火焰检测器检测(C1+C2)＝5831786*1016605/46082762＝128652热导池检测器检测相应总碳数＝1016605+128652＝1145257(5)计算结焦碳数热导池检测器检测原料气含量(未考虑校正因子)平均值N211.4％ CH488.6％原料气中总碳数(CH4碳数)＝88.6*57441*2.57/11.4＝1147318结焦碳数＝原料气中总碳数(CH4碳数)-热导池检测器检测相应总碳数＝1147318-1145257＝2061(6)计算转化率及选择性转化率及收率的计算XCH4＝生成物的碳数/原料气中总碳数(CH4碳数)*100％＝(0+2412+1479+128652+2061)/1147318*100％＝11.7％YCO＝生成CO的碳数/原料气中总碳数(CH4碳数)*100％＝0/1147318*100％＝0.0％YC2＝生成C2的碳数/原料气中总碳数(CH4碳数)*100％＝(2412+1479)/1147318*100％＝0.3％YC6H6＝生成C6的碳数/原料气中总碳数(CH4碳数)*100％ ＝4753302*1016605/46082762/1147318*100％＝9.1％YC7H8＝生成C7的碳数/原料气中总碳数(CH4碳数)*100％＝333130*1016605/46082762/1147318*100％＝0.6％YC8H10＝生成C8的碳数/原料气中总碳数(CH4碳数)*100％＝25287*1016605/46082762/1147318*100％＝0.1％YC10H8＝生成C10的碳数/原料气中总碳数(CH4碳数)*100％＝720067*1016605/46082762/1147318*100％＝1.4％芳烃收率Yarom.＝YC6H6+YC7H8+YC8H10+YC10H8＝11.2％. 选择性的计算根据Si＝Yi/Xi*100％，可得到Sco＝0％SC2＝2.9％，SC6＝77.9％，SC7＝5.5％，SC8＝0.4％，SC10＝11.8％，Scoke＝1.5％(7)计算产物组成原料气空速Vin＝1500毫升/克小时，产物组成以毫升/克小时为单位计算。N2体积 1500*2.38*11.4/(2.38*11.4+2.57*88.6)＝159.70CH4体积(1500-159.70)*(1-XCH4％)＝(1500-159.70)*(1-11.7％)＝1183.48H2体积 1762*107.34*159.7/(2.38*57441)＝220.94CO体积 (1500-159.70)*YCO＝(1500-159.70)*11.7％*0％＝0C6H6体积 (1500-159.70)*YC6H6/6＝(1500-159.70)*11.7％*77.9％/6＝20.36C7H8体积 (1500-159.70)*YC7H8/7＝(1500-159.70)*11.7％*5.5％/7＝1.23C8H10体积(1500-159.70)*YC8H10/8＝(1500-159.70)*11.7％*0.4％/8＝0.08C10H8体积(1500-159.70)*YC10H8/1＝(1500-159.70)*11.7％*11.8％/10＝1.85 (8)计算生成物总体积Vout＝159.70+1183.48+220.94+0+20.36+1.23+0.08+1.85＝1587.64(9)计算体积校正因子FF为校正热导池本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双柱双检测器气相色谱的数据处理方法，其主要步骤为：（ａ）分别将热导池检测器和氢火焰检测器检测物质的相对摩尔校正因子转化为碳数的相对摩尔校正因子；（ｂ）分别计算热导池检测器和氢火焰检测器的反应尾气中各物质检测结果的峰面积； （ｃ）分别将热导池检测器和氢火焰检测器的反应结果转化为碳数；（ｄ）将氢火焰检测器检测芳烃总碳数转化为热导池检测器相应芳烃碳数，并计算热导池检测器总碳数；（ｅ）计算结焦碳数；（ｆ）计算转化率及选择性；（ ｇ）计算全产物组成；（ｈ）计算生成物总体积；（ｉ）计算体积校正因子Ｆ，定义Ｆ＝Ｖ↓［ｏｕｔ］／Ｖ↓［ｉｎ］；（ｊ）将体积校正因子Ｆ引至原料气中甲烷的计算，得到体积校正后原料气中的总碳数，同时完成了循环的设置； （ｋ）经过设定的循环条件及循环次数，得到趋于真实的数据；退出循环时得到原料气中总碳数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：申文杰，徐奕德，包信和，李永刚，刘红梅，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]