丁烷氧化法制顺酐反应气相组分的检测系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及检测领域，具体地，涉及丁烷氧化法制顺酐反应气相组分的检测系统和方法。该系统包括：第一分析单元，包括依次连接的第一切换阀、第三色谱柱和第二切换阀；第二分析单元，包括依次连接的第三切换阀、第二色谱柱和第二切换阀，第三切换阀上连接有第一色谱柱；和检测装置，其通过管路与第二切换阀连接，用于检测气相组分；其中，第一切换阀与待测气体源和载气源连接；第三切换阀与待测气体源和载气源连接；第一色谱柱用于预分离O2+N2+CO以及CO2+丁烷，第二色谱柱用于分离O2+N2+CO，第三色谱柱用于分离CO2+丁烷。使用本发明专利技术提供的系统检测时，有定性简便、重复性好以及定量准确等优点。优点。优点。

【技术实现步骤摘要】
丁烷氧化法制顺酐反应气相组分的检测系统和方法


[0001]本专利技术涉及检测领域，具体地，涉及一种丁烷氧化法制顺酐反应气相组分的检测系统和一种丁烷氧化法制顺酐反应气相组分的检测方法。

技术介绍

[0002]顺酐又名马来酸酐、失水苹果酸酐，是目前世界上仅次于苯酐和醋酐的第三大酸酐，主要用于生产不饱和聚酯树脂(UPR)、醇酸树脂。此外，还可用于生产1,4
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丁二醇(BDO)、γ
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丁内酯(GBL)、四氢呋喃(THF)、马来酸、富马酸和四氢酸酐等一系列重要化工产品。
[0003]正丁烷氧化法工艺是以正丁烷为原料，在V
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P
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O系催化剂作用下发生气相氧化反应生成顺酐。正丁烷的来源主要有三个方面：炼厂裂解气、乙烯裂解气和油田伴生气。该工艺由于原料价廉、对环境污染小以及我国正丁烷资源丰富等原因而得到迅速的发展，代表了顺酐生产工艺的发展趋势。
[0004]反应气中含有正丁烷、O2和N2，水吸收法处理过的尾气中含有未反应完的丁烷、O2和深度氧化产物CO、CO2。N2仅对原料气起稀释作用，本身并不参加化学反应,其它可能的产物由于含量极低可忽略不计。由于混合气中包含O2、N2、CO、CO2等永久性气体和丁烷等，部分组分之间的极性差异较小，而且CO2在大多数分子筛型色谱柱上为不可逆强吸附，采用通用型气相色谱法进行分析时很难用单柱将所有组分分离。此类气体组分气相色谱分析方法主要有两大类:一类是采用两台色谱仪及多个检测器(TCD或FID)，采用两根色谱柱切换等手段结合化学滴定法，这类方法定量结果比较准确，但占用设备较多、分析时间长、操作麻烦；另一类是利用单台色谱仪及一个TCD检测器，结合多维色谱柱切换的方法，对仪器精密度和自动化水平要求较高，重现度低，作动力学处理时，必须结合化学滴定法计算出顺酐的浓度，分析周期长。本专利技术为配合正丁烷选择氧化制顺酐反应动力学研究，在配备一个氦离子化检测器(PDD)、三根色谱柱的单台色谱仪，采用一次进样法对混合气体进行组成分析，得到了可靠的分析结果。因此采用气相色谱
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氦离子化检测器技术对丁烷氧化法制顺酐反应气相组分质量控制是一项非常有意义的研究工作。

技术实现思路

[0005]针对上述情况，为克服现有气相色谱(TCD或FID)技术监测丁烷氧化法制顺酐反应气相组分的不足之处，本专利技术提供一种丁烷氧化法制顺酐反应气相组分的检测系统和一种丁烷氧化法制顺酐反应气相组分的检测方法，采用该系统检测反应气中O2、N2、CO、CO2、C4H
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含量，具有检测迅速、定性简便、重复性好以及定量准确等优点。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种丁烷氧化法制顺酐反应气相组分的检测系统，该系统包括：
[0007]第一分析单元，包括依次连接的第一切换阀、第三色谱柱和第二切换阀；
[0008]第二分析单元，包括依次连接的第三切换阀、第二色谱柱和第二切换阀，第三切换阀上连接有第一色谱柱；和
[0009]检测装置，其通过管路与第二切换阀连接，用于检测气相组分；
[0010]其中，第一切换阀与待测气体源和载气源连接；第三切换阀与待测气体源和载气源连接；第一色谱柱用于预分离O2+N2+CO以及CO2+丁烷，第二色谱柱用于分离O2+N2+CO，第三色谱柱用于分离CO2+丁烷。
[0011]优选地，所述检测装置为氦离子化检测器。
[0012]本专利技术第二方面提供一种丁烷氧化法制顺酐反应气相组分的检测方法，该方法在如上所述的系统中进行，该方法包括：
[0013]待测气体通过阀进样的方式进入所述系统，待测气体分别进入第一切换阀和第三切换阀；
[0014]待测气体经第三色谱柱分离后，得到分离的O2、N2和CO，然后切换至检测装置进行检测；
[0015]待测气体经过第一色谱柱预分离后，得到O2+N2+CO以及CO2+丁烷，其中，O2+N2+CO反吹排出系统；将CO2+丁烷切换至第二色谱柱进行分离，然后将分离的CO2和丁烷切换至检测装置进行检测。
[0016]在本专利技术所述的系统中采用本专利技术所述的方法，可同时测定反应气相中O2、N2、CO、CO2和C4H
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含量，分析过程5
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13min内完成，为丁烷氧化法制顺酐反应的气相组分提供了简便、快速、可靠的分析方法，有利于丁烷氧化法制顺酐反应工艺条件的优化。
[0017]而且，使用本专利技术提供的系统检测时，还有定性简便、重复性好以及定量准确等优点，且各组分的最低检出限均可达0.1ppm以下。
附图说明
[0018]图1是本专利技术所述的丁烷氧化法制顺酐反应气相组分的检测系统的示意图。
[0019]图2是本专利技术实施例1所述的气相反应产物O2、N2、CO、CO2和C4H
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的气质联用谱图。
[0020]附图标记说明
[0021]1、第一切换阀；2、第二切换阀；3、第三切换阀；col1、第一色谱柱；col2、第二色谱柱；col3、第三色谱柱；4、检测装置。
具体实施方式
[0022]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0023]本专利技术一方面提供一种丁烷氧化法制顺酐反应气相组分的检测系统，该系统包括：
[0024]第一分析单元，包括依次连接的第一切换阀、第三色谱柱和第二切换阀；
[0025]第二分析单元，包括依次连接的第三切换阀、第二色谱柱和第二切换阀，第三切换阀上连接有第一色谱柱；和
[0026]检测装置，其通过管路与第二切换阀连接，用于检测气相组分；
[0027]其中，第一切换阀与待测气体源和载气源连接；第三切换阀与待测气体源和载气
源连接；第一色谱柱用于预分离O2+N2+CO以及CO2+丁烷，第二色谱柱用于分离O2+N2+CO，第三色谱柱用于分离CO2+丁烷。
[0028]如无特殊说明，该系统中的各设备为常规设备，应当理解的是，该系统还配置有其他常规设备或管线，本领域技术人员根据需要进行设置。如无特殊说明，按照本领域常规的连接方式进行连接，在此不再赘述。
[0029]优选地，所述第一切换阀为六通阀，第二切换阀为六通阀，第三切换阀为十通阀。
[0030]优选地，所述第一色谱柱的固定相为聚苯乙烯类填料、聚二乙烯苯类填料、聚苯乙烯
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二乙烯苯类填料或碳分子筛类填料，更优选为聚苯乙烯
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二乙烯苯类填料或碳分子筛类填料。
[0031]其中，聚苯乙烯类填料比如可以为plot Q填料或plot U填料。
[0032]其中，聚二乙烯苯类填料比如可以为Chro本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种丁烷氧化法制顺酐反应气相组分的检测系统，其特征在于，该系统包括：第一分析单元，包括依次连接的第一切换阀、第三色谱柱和第二切换阀；第二分析单元，包括依次连接的第三切换阀、第二色谱柱和第二切换阀，第三切换阀上连接有第一色谱柱；和检测装置，其通过管路与第二切换阀连接，用于检测气相组分；其中，第一切换阀与待测气体源和载气源连接；第三切换阀与待测气体源和载气源连接；第一色谱柱用于预分离O2+N2+CO以及CO2+丁烷，第二色谱柱用于分离O2+N2+CO，第三色谱柱用于分离CO2+丁烷。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一切换阀为六通阀，第二切换阀为六通阀，第三切换阀为十通阀。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述第一色谱柱的固定相为聚苯乙烯类填料、聚二乙烯苯类填料、聚苯乙烯
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二乙烯苯类填料或碳分子筛类填料，优选为聚苯乙烯
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二乙烯苯类填料或碳分子筛类填料；和/或所述第二色谱柱的固定相为分子筛类填料，优选为5A分子筛填料；和/或所述第三色谱柱的固定相为聚苯乙烯类填料、聚二乙烯苯类填料、聚苯乙烯
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二乙烯苯类填料或碳分子筛类填料，优选为聚苯乙烯
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二乙烯苯类填料或碳分子筛类填料。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述第一色谱柱为plot Q色谱柱、Haysep Q色谱柱或Shincarbon色谱柱；和/或所述第二色谱柱为5A分子筛色谱柱；和/或所述第三色谱柱为plot Q色谱柱、Haysep Q色谱柱或Shincarbon色谱柱。5.根据权利要求3或4所述的系统，其中，所述第一色谱柱的柱长为25
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50m，直径为0.25
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0.32mm，填料目数为80
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100目；和/或所述第二色谱柱的柱长为25
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50m，直径为0.25
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0.32mm，填料目数为80
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100目；和/或所述第三色谱柱的柱长为25
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50m，直径为0.25
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0.32mm，填料目数为80
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100目。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈松，刘静，姜健准，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：