Хроматографический способ идентификации индивидуальных кислородсодержащих органических веществ внутри классов и класса углеводородов

СОюз СОеетскии Социалистических Республик(51) М.Кл. 6 01 Ы 31/О гнсццсм заявки Ле с присос осударстоеииыи комитетСовета Миииотроо СССРпо делам иэобретеиийи открытий 3) Приор ц Опубли вано 15.04.76. Бюллетень14 3) 3 ДК 543 54(71) Заявитель М. И, Афанасьев, Б. П, Охотников, В, А. Ротин и Г. Г. Холостовасесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт омплексной автоматизации нефтяной и газовой промышленности 54) ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЙ СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИХ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ВНУТРИ КЛАССОВ И КЛАССА УГЛ ЕВОДОРОДОВЭто достспособу элюколонки вещтакже чистьсущественночем у анализовую ячсйкны двух верпарно верхиют их в дваменных детеределяют вьного) вещес игается тем, что по предлагаемому ируемые из хроматографической ества, одно из которых известно, а й газ-носитель (газ сравнения) сменьшим молекулярным весом, зируемых веществ, подают в гау типа газовых весов в середцтикальцых камер, смешивают поие и нижние потоки и направлянезависимых ионизационно-плактора, из двух хроматограмм опсоты пиков известного (стандарттва и высоты пиков неизвестного обретение относится к газовому ацалцЕдиного способа идентификации класса углеводородов в произвольных смесях и индивидуальных веществ внутри классов кислород- содержащих соединений до сих пор не существует.Эта задача решалась последовательным или одновременным применением ряда определений и поэтому была трудоемкой и требовала значительного времени.Целью изобретения является создание способа индентификации различных кислородсодержащих веществ внутри классов органических соединений и класса углеводородов по результатам хроматографического анализа,вещества ц рассчцтывают критерий идентификации.Сущность способа поясняется чертежом.Смесь анализируемых веществ, из которыхпо крайней мере одно известно, после их разделения в хроматографической колоцке 1 попадает в газовую ячейку 2 типа газовых весов, содержащую две вертикальные камеры 3 и 4, соедицецные между собой по торцу в точ ка: 5 ц 6.Анализируемый поток ц чистый газ-носитель (газ сравнения) поступают в середины вертикальны:; камер 3 и 4 газовой ячейки 2, соответственно. Э гц потоки смешиваются в точках 5 и б газовой ячейки 2 ц подаются в два независимы.; ионцзационно-пламенных детектора 7 и 8, сигналы которых раздельно записываются на ленте потснциометров.Если молекулярный вес анализируемого 20 вещества превосходит молекулярный вес газа-носителя, то поток анализируемого вещества под действием поля тяжести направляется преимущественно в нижний полукацал камеры 3, а поток газа сравнения - в верхний 25 полуканал камеры 4, В этом случае хроматограммы, зарегистрированные цонизационнопламецными детекторами 7 и 8, равны.Так как изменения величин потоков анализируемого вещества в верхнем и нижнем поза лукацалах камер 3 ц 4 связаны с разностью(3) 3лсОг/51 р 1 тгх ВссОВ ЛМ / пал изирт/емого Бс. щсства н газа сравнения и его концентрацией С линейным соотношением, то высоты пиков /г и /12 некоторого компонента па двух хроматограммах будут связаны с концентрацией анализируемого вещества следующими зависимостями:/г,=А,(Я - КЛМС) С=АЯС - КАЛМС,/12=А 2(Я 2+КЛМС) С=АЯ 2 С+КА 2 ЛМС, (2) где А, и А 2 - чувстительности верхнего 7 и ижнего 8 ионизационно-пламенных детекторов, соответственно, зависящие от углеводородного числа анализируемого вещества; Я и (с/2 ПОТОКИ ГаЗа-НОСИтЕЛя В ВЕРХНЕМ И НИЖНЕМ полуканалах рабочей камеры 3. К - коэффициент пропорциональности, зависящий от размеров рабочей камеры, температуры, давления и вязкости газа.В общем случае чувствительности ионизационно-пламенных детекторов могут быть не одинаковы и сопротивления полуканалов газовых весов не равны. Введя поправочные коэффициенты с(,1= -- и ярд = - и решив сис 1ФА 2 Р 2тему уравнений (1) и (2) для пиков двух веществ - известного (стандарта) и неизвестноо, по учасм следугощий критерий идснтггфнац 1 и:(Чл Дх+/ х)2 (1 0 /гст /(ст) 1 1 2 1 ст (Ч д /гх /гх) (с 5/гст/1 ст ) 222В формуле (3) надстрочпыс индексы х и ст относятся к неизвестному веществу и стандарту соответственно.Если молекулярный вес газа-носителя мал по сравнению с молекулярным весом анализируемых веществ, то ЛМ примерно равно мо,екулярному весу анализируемого вещества, иАотношение - хар а ктер изует эффективное сг.Хт 1ч лсводородное число молекулы.Известно, что эффективное углеродное чис.о органической молекулы равно сумме эффективных углеродных чисел отдельных атоОв углерода, входящих в молекулу органиче;кого вещества. Углеродное число атома углерода определяется характером его связей с стероатомами, Нггпример, углеродное число ;тома углерода в молекулах углеводорода близко к единице, атом углерода, связанный с кислородом в молекуле первичного спирта ;,меет углеродное число 0,4 - 0,5, а сильно Окисленные атомы углерода, входящие в состав карбонильной и карбоксильной групп, имеют углеродные числа, близкие к нуло. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4ЗффективБс у,1 с)зод ыс ч 11 слс дл 51 молекул углеводородов примерно равны, так как и молекулярный вес и чувствительность ионизационно-пламенных детекторов растут пропорционально числу атомов углерода в молекуле углеводородов. Зффективные у глеродныс числа молекул органических соединений, содержащих кислород, меньше углеродных чисел молекул углеводородов, так как кислород уменьшает чувствительность ионизационнопламенного детектора и одновременно увеличивают молекулярпый вес. В пределах одного гомологического ряда, например, ряда спиртов, углеродное число монотонно изменяется. Поэтому по сго величине можно однозначно идентифицировать само вещество внутри данного класса. Д;я всех углеводородов критерий идентификации равен единице. По этой величине ипдентифицируется класс углеводородов в произвольной смеси,В тех случаях, когда изменение вязкости выходящего из хроматографической колонки газа начинает влиять на работу газовых весов н соотношения (1) и (2) выполняются нестрого, идентификацию веществ можно проводить графически по зависимости(срсг д /12 - /г,) от (сг/12 + /11)Эта зависимость предварительно должна быть определена для выбранных условий опыта; температура газовых весов, расходы газа- носителя, газа сравнения, водорода и воздуха,Формула изобретения Хроматографический способ идентификации индивидуальны.; кислородсодержащих органических веществ внутри классов и класса углеводородов, от,шчаюгг/ийся тем, что, с целью определения для различных кислород- содержащих веществ внутри классов и для класса углеводородов критериев идентификации, определяемых отношением чувствительности ионизациопно-пламенного детектора к разности молекулярных весов анализируемого вегцества и газа-носителя, элюируемые из хроматографической колонки вещества, одно из которых известно, а также чистый газ-носитель, используемый в виде газа-сравнения с существенно меньшим молекулярным весом, чем у анализируемых веществ, подают в газовую ячейку типа газовых весов в середины двух вертикальны:камер, смешивают попарно верхние и нижние потоки и направляют их в два независимых понизационно-пламенных детектора, из двух хроматограмм определяют высоты пиков известного стандарт. ного вещества и высоты пиков неизвестного вещества и рассчитывают критерий идентификации.510673 Составитель П. ЖарковаРедактор И. Шубина Текред Т. Лященко Корректор Л, Котов аказ591ЦНИИ дписио МОТ, Загорский филиал Изд.1314 Государственного комитета по делам изобретений13035, Москва, Ж, Рауш