[發明專利]甲醇制烯烴產物二維氣相色譜在線檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 201711261994.2
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN107843667A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 張偉;閆鵬;盧永斌;張書勤;陳剛;劉志玲;張媛;張菊;裴婷;董昭
• 申請（專利權）人: 陜西延長石油（集團）有限責任公司
• 主分類號: G01N30/02
• 分類號: G01N30/02;G01N30/20
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司61220
• 代理人: 賀珊

技術領域

本發明涉及氣體組分分析設備，特別涉及一種甲醇制烯烴產物二維氣相色譜在線檢測裝置及方法。

背景技術

隨著甲醇制烯烴（MTO）技術的成功商業化，其產物檢測技術的開發與應用成為MTO進一步商業推廣和技術優化的關鍵。所以有必要開發一種結構簡單、高效實用的MTO產物在線檢測系統。根據國內外研究報道的相關信息來看，MTO產物檢測大多使用多臺色譜或多閥組控制分割技術來實現，而使用較多的色譜或閥會導致整套分析系統的結構和控制相對復雜，增加系統長周期運行的不穩定性。

邢愛華在《甲醇制烯烴反應產物定量分析方法研究》中使用單六通閥和雙十通閥的組合配合雙TCD檢測器和雙填充柱對MTO反應產物進行定量研究，該套系統由于使用TCD檢測器，相對于FID檢測器對烴類物質檢測的靈敏度較低，且對其中的C4烯烴的同分異構體無法有效分離定量，所以邢愛華等人后期開發了一套具有三個十通閥、雙FID和單TCD所組成的產物全組分分析系統，在《甲醇制烯烴反應產物全組分定量分析方法研究》中，邢愛華描述該套系統能夠有效的對甲醇制烯烴產物中全組分進行定量分析。葛喜慧等人在《氣相色譜法分析甲醇制烯烴產品氣全組分》使用三個六通閥、兩個十通閥，三臺色譜分別帶有兩個TCD檢測器和一個FID檢測器的龐大的分析系統對甲醇制烯烴產物進行全組分分析。以上這些具有多閥組切換、使用多色譜和多檢測器的分析檢測手段使得分析系統過于復雜，容易產生故障隱患。特別在閥的切換過程中，會造成載氣系統的壓力波動，色譜系統中載氣壓力的穩定對檢測過程影響顯著，會影響到色譜檢測結果。而且這些閥控系統中有大量的不銹鋼管和接頭，其具有的高熱容不利于在色譜中精確的追蹤和穩定色譜溫度，這可能對煤制烯烴的產物分析產生一些干擾。另外長時間在如此復雜管路下工作可能會造成管路連接處的泄露，還可能引起色譜峰的展寬。更為重要的是，由于MTO的產物中含有H2O、MeOH、DME等含氧化合物，而分析烴類物質常用色譜柱中含有的Al₂O₃填料容易被這些含氧物質吸附而失活，長期使用會損壞色譜柱。所以對于MTO產物分析，為了延長色譜柱的使用壽命和提高分析的準確性，有必要將含氧物質切割后再進入含有Al₂O₃的色譜柱中進行分析，但是，不同的色譜操作條件導致了待測產物中含氧物質保留時間的差異，這就造成了對含氧物質進行切割的難度，在一般情況下，為了確定在一定條件下含氧物質的出峰順序和出峰時間，必須進行系統而又全面的試驗來考察產物出峰結果，根據結果來確定切割時間，這無疑造成了試驗的復雜性，降低了分析效率。

發明內容

為了解決上述MTO產物檢測的問題，本發明旨在提供一種甲醇制烯烴產物二維氣相色譜在線檢測裝置及方法。

本發明的技術方案在于：

一種甲醇制烯烴產物二維氣相色譜在線檢測裝置，包括通過管路依次連接的第一壓力穩定模塊、多路通閥、第一色譜柱以及氣路切換機構，多路通閥還連接有定量環；所述氣路切換機構還連接有機含氧物質檢測器，氣路切換機構后分別連接有第一管路以及第二管路，所述第一管路和第二管路上均設有檢測器；第一管路上設有第一檢測器，第二管路上設有第二檢測器，第一管路位于第一檢測器之前的管路上還設有第二色譜柱；其中，第一色譜柱為Lowox毛細柱，第二色譜柱為PLOT Q或PLOT Al₂O₃色譜柱。

所述的第一色譜柱柱長10m，內徑為0.3~0.53mm，第二色譜柱柱長25-50m，內徑0.25~0.32mm。

所述的第一壓力穩定模塊為電子壓力控制模塊EPC。

還設有第二壓力穩定模塊，第二壓力穩定模塊與氣路切換機構直接連接，第二壓力穩定模塊為啟動控制模塊PCM。

所述的多路通閥以及第一色譜柱之間的管路上設有手動進樣口。

所述的第一檢測器以及第二檢測器均為氫火焰離子化檢測器。

所述的氣路切換機構與第二檢測器之間的管路上設有限流器。

一種甲醇制烯烴產物在線二維氣相色譜分析方法，使用如上所述的甲醇制烯烴產物二維氣相色譜在線檢測裝置對甲醇制烯烴產物進行分析，甲醇制烯烴產物其組分包括C1～C6烴類氣體、二甲醚和甲醇；包括如下步驟：

通過第一壓力穩定模塊提供的載氣，流入到多通路閥內，載氣經多路通閥后直接流入后續管路，在多通路閥中經過定量環，直接排空；切換多通路閥導通方向時，載氣將定量環中固定量的樣品推送到后續管路中，而樣品管路直接通過多通路閥排空；