catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2020-2-84-91catal-682Research ArticleОБЩИЕ ВОПРОСЫ КАТАЛИЗАGENERAL PROBLEMS OF CATALYSISАнализ легких углеводородов и сернистых соединений на пористослойных капиллярных колонках с неполярной фазойThe analysis of light hydrocarbons and sulfur compounds on porous layer capillary columns with a nonpolar phaseЯковлеваЕ. Ю.YakovlevaE. Yu.ctls@kalvis.ruПатрушевЮ. В.PatrushevYu. V.ctls@kalvis.ruИнститут катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН), НовосибирскРоссияBoreskov Institute of Catalysis SB RAS, NovosibirskRussian Federation2020300320202028491Copyright © LLC "KALVIS", 20202020LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/682

Проведена сравнительная оценка повторяемости результатов измерений двух основных параметров (площадей пиков и времен удерживания) компонентов (диоксида углерода, соединений серы) модельной смеси, близкой по составу к природному газу, на капиллярной колонке, приготовленной впервые, с неполярной фазой поли(1-триметилсилил-1-пропином) (ПТМСП) размером 30 м × 0,53 мм и толщиной пленки сорбента 2,8 мкм и коммерческой колонке Rt-Q-BOND длиной 30 м, диаметром 0,32 мм, толщина слоя неполярного полидивинил-бензольного сорбента – 10 мкм. Применение этих колонок обеспечивает удовлетворительную повторяемость хроматографических характеристик анализируемых соединений: относительное среднеквадратичное отклонение (ОСКО) для времен удерживания не превышает 0,10 %; ОСКО для измеренных площадей пиков составляет менее 1,92 %. Незначительное расхождение в значениях площадей пиков для диоксида серы и дисульфида углерода (пять последовательных вводов пробы) наблюдали на капиллярной колонке Rt-Q-BOND. Соответствующие значения ОСКО составили 4,22 и 2,52 %. Величину отклика сигнала анализируемых соединений регистрировали с использованием микрокатарометра. Пределы обнаружения серосодержащих соединений на колонке с ПТМСП варьируются в диапазоне от 0,40·10–3 до 0,82·10–3 мг/мл. Также впервые продемонстрирована возможность селективного разделения макрозоны метана и пропан-бутановой фракции от микропримесей углеводородов, соединений серы, включая диоксид углерода, сероводород и меркаптаны на капиллярной колонке с толщиной пленки 2,8 мкм ПТМСП.

Reproducibility of measurements of two main parameters (peak area and retention time) of components (carbon dioxide and sulfur compounds) of the model mixture with the composition close to natural gas was compared on two columns: a newly developed capillary column with a nonpolar phase poly(1-trimethylsilyl-1-propine) (PTMSP), size 30 m × 0.53 mm, and film thickness of the sorbent 2.8 mm, and a commercial column Rt-Q-BOND with a length 30 m, diameter 0.32 mm, and 10 m thick layer of nonpolar polydivinylbenzene sorbent. The application of such columns provides a satisfactory reproducibility of chromatographic characteristics of the compounds being analyzed: the relative root-mean-square deviation (RMSD) for retention times does not exceed 0.10 %, and RMSD for the measured peak areas is below 1.92 %. An insignificant deviation in the peak areas for sulfur dioxide and carbon disulfide (five consecutive injections of a sample) was observed on a capillary column Rt-Q-BOND. The corresponding RMSD values were 4.22 and 2.52 %. The signal response from analytes was recorded using a microcatharometer. The detection limit of sulfur-containing compounds on the column with PTMSP varies from 0.40·10–3 to 0.82·10–3mg/ml. It was demonstrated for the first time that it is possible to selectively separate methane macrozone and propane-butane  fraction from microimpurities of hydrocarbons and sulfur compounds, including carbon dioxide, hydrogen sulfide and mercaptans, on a capillary column with the film thickness 2.8 mm PTMSP.

пористослойная капиллярная колонкаполи(1-триметилсилил-1-пропин)дивинилбензолуглеводородысернистые соединенияповторяемость (сходимость)porous layer capillary columnpoly(1-trimethylsilyl-1-propine)divinylbenzenehydrocarbonssulfur compoundsreproducibility (convergence)ReferencesЯковлева Е.Ю., Патрушев Ю. В., Пай З.П. // Журн. Физ. химии. 2018. Т. 92. № 5. С. 824. Yakovleva E.Yu., Patrushev Yu.V., Pai Z.P. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2018. М. 92. № 5. P. 1018.Яковлева Е.Ю., Патрушев Ю. В., Пай З.П. // Журн. Физ. химии. 2018. Т. 92. № 5. С. 824. Yakovleva E.Yu., Patrushev Yu.V., Pai Z.P. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2018. М. 92. № 5. P. 1018.Арыстанбекова C.А., Лапина М.С., Волынский А.Б., Устюгов В.С., Алмаметов А.И. // Журн. аналит. химии. 2012. Т. 67. № 7. С. 735. Arystanbekova S.A., Lapina M.S., Volynskii A.B., Ustyugov V.S., Almametov A.I. // J. Analyt. Chem. 2012. V. 67. № 7. P. 669.Арыстанбекова C.А., Лапина М.С., Волынский А.Б., Устюгов В.С., Алмаметов А.И. // Журн. аналит. химии. 2012. Т. 67. № 7. С. 735. Arystanbekova S.A., Lapina M.S., Volynskii A.B., Ustyugov V.S., Almametov A.I. // J. Analyt. Chem. 2012. V. 67. № 7. P. 669.ГОСТ Р 53367—2009 Газ горючий природный. Определение серосодержащих компонентов хроматографическим методом.ГОСТ Р 53367—2009 Газ горючий природный. Определение серосодержащих компонентов хроматографическим методом.ГОСТ Р 56718—2015 Дистилляты и конденсат газовый стабильный. Определение серосодержащих компонентов хроматографическим методом.ГОСТ Р 56718—2015 Дистилляты и конденсат газовый стабильный. Определение серосодержащих компонентов хроматографическим методом.ISO 19729:2004 Natural gas — Determination of sulfur compounds using gas chromatography.ISO 19729:2004 Natural gas — Determination of sulfur compounds using gas chromatography.Frito R., Quimby B. A comparison of sulfur selective detectors for low level analysis in gaseous streams—application, Agilent Technologies 5988—2426EN. 2001.Frito R., Quimby B. A comparison of sulfur selective detectors for low level analysis in gaseous streams—application, Agilent Technologies 5988—2426EN. 2001.http://paclp.tech/lab_instruments/sense/AN_-_SeNse_ASTM_D5623_RU.pdf (дата проверки 17.06.2019)http://paclp.tech/lab_instruments/sense/AN_-_SeNse_ASTM_D5623_RU.pdf (дата проверки 17.06.2019)Белоцерковская В.Ю., Яковлева Е.Ю. // Журн. физ. Химии. 2011. Т. 85. № 5. С. 939. Belotserkovskaya V.Y., Yakovleva E.Y. // Russ. J. Phys. Chem. A. V. 85. № 5. P. 851.Белоцерковская В.Ю., Яковлева Е.Ю. // Журн. физ. Химии. 2011. Т. 85. № 5. С. 939. Belotserkovskaya V.Y., Yakovleva E.Y. // Russ. J. Phys. Chem. A. V. 85. № 5. P. 851.Patrushev Y.V., Yakovleva E.Y., Shundrina I.K., Ivanov D.P., Glazneva T.S. // J. Chromatogr. A. 2015. V. 1406. P. 291.Patrushev Y.V., Yakovleva E.Y., Shundrina I.K., Ivanov D.P., Glazneva T.S. // J. Chromatogr. A. 2015. V. 1406. P. 291.E.Y. Yakovleva, Y.V. Patrushev, Z.P. Pai // Katal. v Promyshlennosti. 2017. Т.17. № 6. С.460.E.Y. Yakovleva, Y.V. Patrushev, Z.P. Pai // Katal. v Promyshlennosti. 2017. Т.17. № 6. С.460.Яковлева Е. Ю., Якушина И.А., Скрыпник О.В. // Катализ в промышленности. 2006. № 6. С. 28.Яковлева Е. Ю., Якушина И.А., Скрыпник О.В. // Катализ в промышленности. 2006. № 6. С. 28.Яковлева Е.Ю., Янь Шаньшань, Пай З.П. // Катализ в промышленности. 2019. Т. 19. № 3. С. 187.Яковлева Е.Ю., Янь Шаньшань, Пай З.П. // Катализ в промышленности. 2019. Т. 19. № 3. С. 187.Сакодынский К.И., Панина Л.И. Полимерные сорбенты для молекулярной хроматографии. М.: Наука, 1977. 165 с.Сакодынский К.И., Панина Л.И. Полимерные сорбенты для молекулярной хроматографии. М.: Наука, 1977. 165 с.Березкин В.Г., Попова ТП., Ширяева В.Е.,Козлов С.П., Власенко Е.В. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2003. Т. 69. № 10. С. 3.Березкин В.Г., Попова ТП., Ширяева В.Е.,Козлов С.П., Власенко Е.В. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2003. Т. 69. № 10. С. 3.Berezkin V.G., Popova T.P., Shiryaeva V.E. // Russ. Chem. Bull. 2001. V. 50. P. 233.Berezkin V.G., Popova T.P., Shiryaeva V.E. // Russ. Chem. Bull. 2001. V. 50. P. 233.Belotserkovskaya V.Y., Yakovleva E.Y. // J. Chromatogr. A. 2013. V. 1298 P. 109.Belotserkovskaya V.Y., Yakovleva E.Y. // J. Chromatogr. A. 2013. V. 1298 P. 109.РМГ 61—2010 Показатели точности, правильности, прецизионности методик.РМГ 61—2010 Показатели точности, правильности, прецизионности методик.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.