浅谈气体中微量乙炔测定方法

魏丽娟

摘 要：近年来由于国内外由于空分设备中乙炔含量超标引发的爆炸事故时有发生，给我们一次次敲响着警钟。很多企业现阶段采用的乙炔测定方法还停留在上世纪60年代。正所谓凡事预则立不预则废，为什么一定要对气体中微量乙炔进行严格测量呢？对于气体中微量乙炔现阶段主流有效的方法有哪些呢？本文就这些问题展开讨论，对现阶段各种微量乙炔测定法进行简述和点评。

关键词：空分设备；乙炔；测定方法；微量

1、对空分气体中的微量乙炔的原因

众所周知在乙炔的是做过程中需要空分装置，空分装置是以天然气为基础制作乙炔必不可少的装置。但是空分装置中的原有空气中含有微量的乙炔，很容易随着蒸馏过程进入分馏塔。由于乙炔本身的化学性质及其活泼（因为乙炔含有碳三键），而且溶解度不大，一旦蒸馏过程中乙炔含量超标，乙炔就会以固体形式析出，固体形式活泼性与液体和气体相比都要大，一旦这些固体乙炔和液氧相遇，达到一定浓度要求后，必然会引发爆炸，轻者蒸馏设备报废，重者引发火灾导致人员伤亡。因此说测定空分设备中的乙炔含量意义重大，对于牵扯到人身安全的问题，必然要受到更多的重視。

2、气相色谱法测定空分气体中的微量乙炔

2.1 气相色谱法测定空分气体中的微量乙炔原理简介

利用色谱柱对气态和固态的吸附力差别来进行鉴定，当带有微量乙炔的待测气体通过色谱柱时，必然会经历一个脱离重新依附的再分配过程，当带有微量乙炔的待测气体通过一段色谱柱长度后，根据气体吸附力的不同会按顺序通过氢气火焰检测装置，这种检测装置最大的特点就是会根据通过气体的含碳量量的不同产生不同的电流型号，将产生的这种微弱的电流信号进行放大处理之后，记录下来，根据记录数据就可以绘制出实验气体的各组份的色谱图，根据色谱就可以对实验气体进行定性和定量的计算。

2.2 气相色谱法测定空分气体中的微量乙炔实验过程简介

气相色谱法测定空分气体中微量乙炔大致实验步骤分为六步，实验仪器的选定——采样方法的确定——分离条件的确定——实验气体体积的选定——实时实验——结果分析计算。每一步的选择都在至关重要，直接影响到实验结果的准确性，下面就其中较难的步骤进行简要介绍。

采样方法选择：因为待检测的实验气体都是在蒸馏塔内，取出的采样气体如何保证不受采样方法的影响至关重要。一般情况下将取样得来的待测气体放入到保温桶中，用排尽空气的针筒取少量待测液后将针筒前段橡皮管夹好（防止外界空气进入），带取样液体完全汽化后在进行检测。（针筒中活塞是可伸缩的，在液体汽化过程中活塞会移动，不会爆炸的）

实验气体体积的选定：经过多次的实验对比分析，我们发现当选用5ml作为待测体积时测量的结果最好。因为只有这样才能将乙炔的最小检测浓度达到安全要求，同样的，由于实验仪器的限制，多次调试后对空气流量，氢气流量都有明确的要求。

实时实验：在实时实验的时候选择逢高增量法进行定性测量，经过实验测得，

峰高由高至低一次代表着甲烷、乙烷、乙炔、丙烷等，对比实验气体峰高值，就能判定测量气体的化学成分，这就是峰高定性测量法。单独定性测量肯定不行，主要还是要进行定量测量，定量测量的方法是通过对比绝对校正因子得到的，通过标准实验得到一系列浓度乙炔含量的绝对校正因子，只要将测试气体的校正因子与之比较，就能得出测试气体乙炔含量。

2.3 气相色谱法测定空分气体中的微量乙炔的不足

气相色谱法测定空分气体中的微量乙炔与传统的目视比色法要好很多，目视比色法由于人为的误差和方法本身存在的缺陷，导致测量结果准确性差，不具有说服力。而且相较而言，气相色谱法分析速度更快，灵敏度更高且分析所需的实验样品也比较少。但也是存在其缺点的。首先，实验过程繁琐，由于需要通过峰高定性和绝对因子定量对比，所以实验过程中需要找到标准的峰高图和标准的绝对因子图，而且浓度在小范围内变动得到的绝对因子也变化较小，所以定量计算来说，绝对因子的方法不能够测量乙炔含量低的气体。其次，色谱固定相的选择比较复杂，需要根据被测气体成分来选择，色谱固定相的选择直接影响到结果的准确性，而对于色谱固定相的选择需要专家分析决定，因此就限制了该方法的广泛使用。

3、光电比色法测定纯氧气体中的微量乙炔浓度

上面介绍了气相色谱法测定空分气体中的微量乙炔有其有点当然也有其不可忽视的缺点。在实际生产过程中，对于原料空气的乙炔含量鉴定大都采用上述的色谱分析法来鉴定，但是对于纯氧中的乙炔含量鉴定就不再适用，以前人们常采用目视比色法来进行纯氧中乙炔含量的鉴定，但是这种方法人为参与度高，且灵敏度不高，有时候误差很大。相比较而言，现在对于纯氧中乙炔含量多采用灵敏度更高的光电比色法。

3.1 光电比色法测定纯氧气体中微量乙炔浓度的基本原理

光电比色法的基本原理就是利用有色液体对不同波长一首程度的差异来判断溶液中各成分的浓度。对于纯氧中混入少量乙炔的混合液体来说，乙炔浓度的不同导致液体同某一种波长吸收能力不同，测定一系列不同浓度的乙炔和纯氧的混合溶液的的波长吸收能力，测定吸收能力的差异就能对比得到待测溶液中乙炔的浓度。

在实际造作过程中采用的单色光是将光源发射的光经过绿光片过滤得到，这种一定波长宽度的光近似认为是单色光。让经果滤光片后得到的近似单色光通过有色溶液后照射到光电板上，光电板根据光的强度大小对应产生不同的电流，这样就可以直接通过电流大小这种直观的数据来反映溶液的吸收光波的能力，进而判断溶液中乙炔的浓度。

3.2 光电比色法测定纯氧气体中微量乙炔浓度的实验过程

首先就是配置标准浓度的乙炔，这个在化学上长采用九水硝酸铬与六水硝酸钴反应得到乙炔溶液，再将乙炔溶液稀释到所需浓度即可配制出乙炔标准液。将一系列的不同浓度的乙炔标准液密闭封装后用专业仪器测量不同浓度乙炔标准液对应的光密度，根据测得的浓度光密度数据绘制标准曲线用于实验对比。其次就是配制乙炔的吸收液，这种也缺吸收液作用巨大，主要功能就是可以吸收气体中的微量乙炔，这种标准液的配制要求很严格，因为这将直接关系到液体能否完全吸收液氧中的乙炔。常用的三水硝酸铜和浓氨水发生化学反应配制成A液，用盐酸羟胺和无水乙醇反应配制B液，使用时将一定含量的A液和B液混合即可，这种吸收液最大的特点就是无色透明。

3.3 光电比色法测定纯氧中乙炔浓度的不足

光电比色法相较于前面提到的两种方法，有很多的有点，比如灵敏度高，操作简单等。但是也有其自身的局限性和缺点。首先就是乙炔标准液和乙炔吸收液的配制问题，实验都是由人来完成，人的操作不可能精确度很高，每次配制都会有误差，这些误差的累计都会体现在最后的测量精度上。其次就是标准液配时后并不是立即使用，保存过程再好也有稀释的可能，等再次使用的时候很难保证就是你当时所需的浓度啦。还有实验过程中光线因素的影响，这些都是客观存在的因素也都对实验精影响很大。

结论：

通过对现阶段乙炔浓度测量的几种方法的简介和比较分析，让人们对现存测量技术有一定的认识和了解，为以后学习乙炔测定的学习提供参考。

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