AGC公司100DID對羰基硫的分析應(yīng)用

李永義，陳才方

(1.愛爾蘭AGC公司 北京代表處，北京 100076；2.中國振華電子集團(tuán) 新天動力有限公司，貴陽 烏當(dāng) 新添大道 北段278號 550018)

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·分析與測試·

AGC公司100DID對羰基硫的分析應(yīng)用

李永義1，陳才方2

(1.愛爾蘭AGC公司 北京代表處，北京 100076；2.中國振華電子集團(tuán) 新天動力有限公司，貴陽 烏當(dāng) 新添大道 北段278號 550018)

對于羰基硫的分析，使用AGC公司100DID色譜儀來分析COS中H2、O2/Ar、N2、CH4、CO、CO2等雜質(zhì)。

100DID；羰基硫

1　概 述

羰基硫又名氧硫化碳或羰酰硫。它是合成硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥以及重要醫(yī)藥中間體，在水稻除草劑殺草丹的生產(chǎn)中，羰基硫是重要的原料。1993年澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)及工業(yè)研究組織H J班克斯在我國申請了“硫化羰熏蒸劑”的專利(專利號為CN 1075057A)，1992年3月陜西糧油科學(xué)研究所、青海電化廠等單位聯(lián)合申請“氧硫化碳作熏蒸劑應(yīng)用的技術(shù)”的專利(專利號為CN 1077087A)。由于羰基硫毒性適中，又可降解轉(zhuǎn)化，因此，羰基硫有望成為未來良好的糧食熏蒸劑，將會得到廣泛的應(yīng)用[1]。其還用作超臨界溶劑。本文使用AGC公司100DID色譜儀來分析COS中H2、O2/Ar、N2、CH4、CO2等雜質(zhì)。

2　COS基本信息

羰基硫(化學(xué)式：COS)又稱氧硫化碳、硫化羰，通常狀態(tài)下為有臭雞蛋氣味的無色氣體。分子量60.07，一個大氣壓下熔點為-138.2℃，沸點-50.2℃。性質(zhì)穩(wěn)定，可溶于水、乙醇、甲醇，易溶于二硫化碳。在干燥狀態(tài)下可以儲存，但遇水則分解。常溫下穩(wěn)定，可進(jìn)行分解，水解、氧化及還原反應(yīng)的產(chǎn)物通常為硫化氫和硫。300℃時分解產(chǎn)物為CO和S，在空氣中燃燒生成CO2和SO2；與水發(fā)生緩慢反應(yīng)，生成CO2和H2S。可燃，有毒，但與硫化氫一樣，會使人對其在空氣中的濃度產(chǎn)生低估。

羰基硫的合成工藝為干法合成，使用CO和S(蒸氣)，在400～600℃BX分子篩催化作用下，合成COS。具體工藝為：CO氣體經(jīng)凈化處理(純度>90%)，通過轉(zhuǎn)子流量計計量，通入發(fā)生器。固體硫磺在熔硫罐熔化后，用N2壓入高位槽伴熱貯存，使用時電磁閥開動，將熔硫加入發(fā)生器與CO氣體混合后，通過BX分子篩催化管。發(fā)生的氣體經(jīng)液硫捕集器，將大部分的未反應(yīng)硫收集下來，并溢流到熔硫罐內(nèi)循環(huán)使用。少量的硫霧滴經(jīng)捕集器和旋風(fēng)分離器除去升華的硫后，經(jīng)深冷除去大部分的CS2，然后經(jīng)活性炭吸附器，進(jìn)一步除去CS2，再進(jìn)入緩沖罐內(nèi)，進(jìn)堿吸收除去CO2、H2S[2]。

從羰基硫的合成工藝看出，生產(chǎn)出的COS含有大量的雜質(zhì)，其硫化物如H2S、SO2、CS2可用FPD檢測器檢測，其對含硫物質(zhì)有很高的靈敏度；雜質(zhì)中的H2、O2/Ar、N2、CH4、CO2則可以用DID檢測器檢測。DID為氦放電離子化檢測器，能檢測到10-9級雜質(zhì)，具有很高的靈敏度和廣泛的適用性。

3　AGC公司100DID氣相色譜儀的特點

DID檢測器的主體由電離室和放電室組成，放電區(qū)域內(nèi)電極兩端施以高壓后氦原子被激化，具有高能的氦原子與來自色譜柱的載氣和已分離的雜質(zhì)分子碰撞使各種雜質(zhì)分子電離。此時收集被電離的雜質(zhì)帶電微粒，可以得到電流信號，將這種信號放大輸出到色譜工作站上，即得到被測組分的譜峰[3]。

AGC公司針對COS的特殊性，為客戶定制了一臺100DID儀器，圖1為其氣路圖。

首先，由于COS具有一定的腐蝕性，AGC公司所用的氣路管路是經(jīng)過特殊鈍化處理的材料，具有很強(qiáng)的耐腐蝕性，確保分析的準(zhǔn)確性；由于雜質(zhì)無法在一根色譜柱上全部分離出來，AGC公司設(shè)計了兩條氣路，如圖1，上半部分氣路包括COL1和COL2，COL2為主分離柱，用作分離H2、O2/Ar、N2、CH4和CO；下半部分包括COL3和COL4，COL4為主分離柱，用作分離CO2，兩條氣路通過CSV這個四通閥連接，切換CSV即可實現(xiàn)把已經(jīng)分離的雜質(zhì)逐一送入檢測器檢測。

圖1　分析COS氣路圖

為了防止背景氣進(jìn)入色譜柱和檢測器，AGC公司運用了反吹技術(shù)來實現(xiàn)。

反吹技術(shù)，在預(yù)分離柱部分將主組分或不需要的組分排出系統(tǒng)，而需要檢測的雜質(zhì)組分則可以順利進(jìn)入后續(xù)的主分離柱進(jìn)行再次分離，從而消除主組分對系統(tǒng)的影響。

例如圖1，上半部分氣路的預(yù)處理柱為COL1，主組分COS在COL1最后出峰，通過GSV十通閥，來完成進(jìn)樣和反吹這兩種狀態(tài)，當(dāng)CO從硅膠柱分離出來后，立即切換GSV反吹COL1，把CO2和COS吹出系統(tǒng)；同樣道理，下半部分氣路的預(yù)處理柱為COL3，當(dāng)CO2從COL3分離出來后，立即切換GSV反吹COL3，把COS吹出系統(tǒng)。所以，通過反吹技術(shù)不讓主組分進(jìn)入色譜柱和檢測器，既消除了主組分對系統(tǒng)的影響，也延長了儀器的使用壽命。圖2為客戶的COS樣品雜質(zhì)色譜圖。

圖2　客戶的COS樣品雜質(zhì)色譜圖

樣品雜質(zhì)/10-6(摩爾分?jǐn)?shù))第一次進(jìn)樣第二次進(jìn)樣第三次進(jìn)樣RSD%O2+Ar347.16329.89335.632.60N22977.682865.612932.501.93CH4234.74225.19230.422.08CO151.41144.76148.142.24CO214431.7414242.7514330.750.66

4　結(jié) 語

AGC公司結(jié)合COS的特性，利用反吹技術(shù)和精確的閥控制技術(shù)，可以使COS完全排除系統(tǒng)，用DID檢測器準(zhǔn)確檢測COS中H2、O2/Ar、N2、CH4、CO2等雜質(zhì)，為客戶量身打造氣相色譜儀。

[1] 羅東升. 采用新催化劑——二硫化鐵消除氧硫化碳合成中的污染[J]. 環(huán)境污染與防治, 1988(4): 25-28.

[2] 孫福楠，馮慶祥，吳江紅. 高純羰基硫的生產(chǎn)[J]. 低溫與特氣，2004, 22(3): 32-34.

[3] 曾素芳，劉麗華. AGC公司單臺DID氣相色譜儀對多種氣體的分析應(yīng)用[C]//全國特種氣體第十六次年會論文集. 大連：《低溫與特氣》編輯部，2012.

一種基于色譜分析的氨氣

多點監(jiān)測報警與切換系統(tǒng)

申請(專利)號：201610086272.7

公開(公告)日：2016-07-06

申請(專利權(quán))人：南京特種氣體廠有限公司

摘要：本發(fā)明公開了一種基于色譜分析的氨氣監(jiān)測報警與切換系統(tǒng)及方法，包括第一監(jiān)測點進(jìn)氣管、采樣氣泵、六通平面閥、色譜柱、熱導(dǎo)檢測器、監(jiān)控報警平臺和純化器切換裝置；所述監(jiān)控報警平臺與純化器切換裝置、第一電磁閥、采樣氣泵以及六通平面閥電路連接。本發(fā)明可實現(xiàn)如氨氣罐區(qū)或純化器出口等多個監(jiān)測點的氨氣檢測和報警，一旦發(fā)生氨氣泄漏能在第一時間進(jìn)行報警以提醒及時處置，提高了作業(yè)的安全性，同時有效避免了環(huán)境污染問題；同時可進(jìn)行采樣點的靈活選擇和切換。進(jìn)一步的，還可通過監(jiān)控報警平臺輸出切換信號給純化器切換裝置，進(jìn)行純化器的自動切換，極大程度上提高了純化的效果和效率，具有較高的應(yīng)用和推廣意義。

純乙硼烷中乙烷雜質(zhì)的檢測方法

申請(專利)號：201610048206.0

公開(公告)日：2016-06-22

申請(專利權(quán))人：保定市北方特種氣體有限公司

摘要：本發(fā)明涉及氣體中微量雜質(zhì)的檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種純乙硼烷中乙烷雜質(zhì)的檢測方法：采用氣相色譜法，檢測器為氫焰離子化檢測器(FID)，載氣為高純氮氣；Porapak Q柱作為色譜柱，GDX-104柱作為吸附柱，控制吸附柱柱溫-35℃～-25℃，色譜柱柱溫70±2℃，載氣流量為30±5ml/min，定量樣品汽化后經(jīng)載氣攜帶沿氣路先通過所述吸附柱，再通過所述色譜柱，進(jìn)FID檢測，得樣品氣色譜圖；再采用外標(biāo)法根據(jù)樣品氣色譜圖對樣品氣中乙烷進(jìn)行定性和定量分析。本發(fā)明方法能夠?qū)円遗鹜橹械囊彝殡s質(zhì)進(jìn)行定性和定量檢測，檢測方法簡單、快速，能夠滿足企業(yè)對純乙硼烷雜質(zhì)的控制需求，適于推廣使用。

The Analytic Application of Carbonyl Sulfide by 100DID of AGC

LI Yongyi1, CHEN Caifang2

(1.AGC China, Beijing 100076, China; 2.Xintian Power Co., Ltd.,China Zhenhua Electronics Group, Guiyang 550018,China)

For the analysis of carbonyl sulfide, this article use 100DID of AGC to analyze the impurities H2, O2/Ar, N2, CH4, CO and CO2in COS.

100DID; carbonyl sulfide

2015-09-15

TQ117

A

1007-7804(2016)04-0027-03

10.3969/j.issn.1007-7804.2016.04.008

李永義(1990)，男，漢族，浙江省臺州市人，助理工程師。2009年畢業(yè)于北京石油化工學(xué)院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)，大學(xué)本科，現(xiàn)為AGC公司北京代表處技術(shù)服務(wù)工程師。