严晓玲
陕西延长石油榆林煤化有限公司 陕西 榆林 719000
摘要:本文综述了近年来气相色谱技术在煤化工分析方面的应用，包括:气相色谱分析在煤气化方面的应用、煤制甲醇方面的应用、煤制醋酸方面的应用、煤制油的应用、煤制蜡方面的应用、煤制油、石油蜡废水分析中的应用等,并对各种应用方法做了简要的介绍。
关键词:气相色谱技术;分析;煤化工
1气相色谱法的概述
气相色谱法是色谱法的一种。气相色谱分析是使混合物中各组分在两相间进行分配，其中一相（固定相）是不动的，另一相（流动相）携带混合物流过此固定相，与固定相发生作用，组分在固定相与流动相之间不断进行溶解、挥发（气液色谱）或吸附、解吸过程而相互分离，在同一推动力下，不同组分在固定相中滞留的时间不同，依次从固定相中流出，然后进入检测器进行检测。通常配备不同类型的检测器对分离后的各个样品组分进行定性、定量分析。常见检测器有TCD、FID、NPD、FPD、ECD、SCD。
由于气相色谱法的分析结果具有较强的稳定性，而且能够在不同的测定环境中使用，因此对于煤化工复杂的样品组分进行分析时更加适合。
2气相色谱法的特点
气相色谱法具有选择性高、分离效率高、灵敏度高、分析速度快等特点。通常完成一个分析，仅需几分钟或几十分钟，而且样品用量少，气样仅需1ml，液样仅需1ul。气相色谱的这些特点，扩展了它在各种工业中的应用，不仅可以分析气体、还可以分析液体、固体。只要样品在-196℃～450℃温度范围内，可以提供26Pa～1330Pa蒸气压，都可用气相色谱法进行分析。
3气相色谱法在煤化工分析中的应用
3.1气相色谱分析在煤制甲醇方面的应用
目前，煤制甲醇及下游产品飞速发展，而煤制甲醇所采用的德士古水煤浆气化来制粗煤气，粗煤气经变换、合成工艺制得甲醇。粗煤气的组分含量直接反映出气化炉的运行状况，进而直接影响甲醇和下游产品的产量。所以说对粗煤气的组分及含量的分析是至关重要的。粗煤气的组分主要有H2、N2、Ar+O2、CO、CH4、 CO2。粗煤气组分通过TDX-01柱分离，分离出样品气中的N2、Ar+O2 (由于Ar、02不分离、下文中以Ar标注)、CO、CH4、CO2，通过TCD检测器检出各组分的含量，外标法定量，利用差减法求得H2含量。也可以采用卢卫、牛春艳等采用的三阀(两个六通阀，一个十通阀)四柱(2套13X+Porapak Q)双TCD检测器操作流程。前部通道中样品气在以N2为载气的带动下经过双柱( 13X+Porapak Q)及阀切换事件后分离出样品气中的H2，通过TCD1A检测器检出H2的含量;再经过阀切换事件后，后部通道中样品气在以H2为流动相的带动下经过另外双柱( 13X+PorapakQ)分离出样品气中的N2、Ar、CO、CH4、CO2，通过TCD2B检测器检出。
3.2气相色谱分析在煤制醋酸方面的应用
煤制醋酸工艺是将甲醇在催化剂作用下羰基化。醋酸反应液主要有H2O、CH3I、C3H6O2、CH3COOH、HI等组分，用PP-T色谱柱将各组分分离，用TCD检测器检出H2O、CH3I、C3H6O2、CH3COOH含量，归一化法定量；用电位滴定法测定，并按各组分的占比准确计算其含量。
产品醋酸中微量碘甲烷，采用气相色谱分析法，以N2为载气，123-3232 DB-FFAP毛细色谱柱分离，利用ECD检测器测其含量，外标法定量。
3.3 气相色谱分析在煤制油方面的应用
煤制油、石油蜡工艺是以CO和H2为原料通过费托合成反应，经加氢合成技术生成石脑油、轻质柴油。石脑油和轻质柴油主要成分是烃类和醇类物质，用19091J-413毛细管色谱柱，通过程序升温使得烃类、醇类物质完全分离从而测定其含量。
3.4气相色谱用于煤制油、石油蜡废水中醇类的测定
煤制油、石油蜡废水中会产生大量的低碳链醇类物质，醇类物质含量高，在废水处理过程中会导致生物粘泥活性降低，因此严格控制废水中的醇类物质，可以采用分析速率高、准确性高的气相色谱分析法。用19095N-126毛细管色谱柱进行洗脱，以仲丁醇为内标物，通过FID检测器测定各醇类的含量。
3.5气相色谱法用于酚类物质的测定
煤化工废水中含有大量酚类物质，主要有苯酚、邻甲酚、对甲酚等。酚类测定方法有溴化容量法( HJ502-2009)，4-氨基安替比林分光光度法( HJ503- -2009 )和直接溴化法等,这两种方法测定的是废水中的总酚及总挥发酚，不能确定各组分的含量。吴文颖等选用HP-FFAP强极性毛细管柱，采用直接进样法测定了煤化工废水中酚类的含量。李新纪选择乙酸酐做衍生化试剂、甲苯为萃取剂，比较了不同的衍生pH条件，给出了FID检测器分离测定酚类污染物的精密度和检出限。
结语：随着社会的不断进步，气相色谱法已成为煤化工分析工作中的一项核心技术，能够在极大程度上提升煤化工分析时的工作效率，在确保提升煤化工气体分析的精确性及精密性的前提下，对于我国经济发展的带动作用更是不言而喻的，在进行气相色谱法实际应用的过程中，要充分考虑各方面的因素，使得在推动气相色谱法发展的同时，确保煤化工行业的健康、协调进步，不断完善相关现代化技术手段，坚持新时代下的可持续发展战略。化工产业是我国发展的重点产业，煤化工产业是我国化工领域的一大分支，也因此使得我国对于煤化工分析工作的开展较为重视，自我国推行可持续发展战略及绿色发展理念之后，我国对煤化工产业提出了更为新型的发展挑战，在追求经济效益发展的同时，要坚持绿色发展理念，因此在新时代的发展下，要促进资源环境与经济发展的关系，坚持可持续发展战略，采用数字化技术和传统理念相结合的方式，不断深化气相色谱法在煤化工分析领域的利用，开创绿色发展的新格局。
参考文献：
[1]卢卫，牛春艳.运用气相色谱技术分析粗煤气组分[J].化学工程与装备.2015(2):172-174.
[2]李新纪.环境水质中酚类优先检测物的气相色谱法测定[J].色谱,1996,14(1):37-40.
[3]牛勇，陈聪，杨露.气相色谱分析技术在现代煤化工行业的应用[J].中国化工贸易，2020（18）：131-132.