空分氣體中油分的定量方法

徐錠華

摘 要：本文主要介紹了空分氣體中油分的一般分析方法，詳細介紹了油分的采集設備和具體的采集過程。采集中主要采用一種帶有過濾和活性炭吸附功能的纖維濾膜進行空分氣體中油分的收集，對收集到的油分進行測試，準確測量空分氣體中油分的含量。提高行業中油分提取的精度，提高空分氣體中含油量分析的準確性，推動計量測試行業不斷向前發展。

關鍵詞：空分氣體；油分；定量檢測

引言

在現代社會中，隨著計算機等電子行業的飛速發展，計算機芯片中所需的半導體以及電子行業也正處于一個快速發展的階段。半導體的封裝保存一般需要使用空氣、氮氣等等氣體來防止芯片被腐蝕或者氧化，保護芯片的完整性。并且在現在社會中，電子器件和電子芯片都需要使用氣體吹掃防止灰塵附著在這些芯片表面，防止灰塵增大芯片的電阻或者影響芯片正常使用功能，所以現在行業內對于氣體的純凈度要求越來越高，使用的氣體必須保證很高的潔凈度才能更好地保護芯片或是電子元器件。在氣體所含的雜質中，油分相對于其他的液體雜質或者是固態雜質來說都更加的特殊更加的麻煩。這是因為油分相對來說更加的難以和氣體進行分離，更加的能夠黏著在物體表面，不易去除。所以現在行業內對氣體中油分的含量尤其關注，只有把油分含量控制到合適的范圍，才能促進行業的向前發展。

氣體中所含有的油分一般來講都是弱酸性的，酸性物質會對氣體所要保護的設備造成腐蝕，從而破壞設備的質量引起設備故障。并且，氣體中所含有的油分雜質也是制造過程中的一個危險因素。在進行氣體分離時，不可避免的需要使用到潤滑油對分離設備進行器件的潤滑，這就會造成設備在生產的過程中，潤滑油隨時會進入到進行分離提取的氣體中，影響分離氣體的純凈度。如果油分不斷在空氣分離提取系統中進行累積，那么肯定會造成設備管道的阻塞，引發設備癱瘓，影響空分氣體的純度，造成企業成本的提高和經濟效益的下降。更嚴重的是，如果油分一直增加，那么很可能回和空氣分離設備中的空氣或是氧氣相遇，發生氣體爆炸的危害。

現在國內的工程一般都是使用油螺桿式壓縮機進行空氣的分離提取。雖然企業會增加一些氣體凈化設備，但是還是不能將油氣完全的去除。所以現在必須對空氣分離提取氣體的油分含量進行定量分析，保證空分氣體的高純凈度和高質量。

1 對空氣分離氣體中油分含量分析的原理

所提取氣體中的油分一般都會形成懸浮油和蒸汽油兩種狀態。一般都是讓要進行測試的氣體以合適的速度流過玻璃纖維制成的過濾膜，對氣體中的懸浮油進行去除，然后在利用活性炭的吸附功效對蒸汽油進行吸附。然后把過濾膜放置在四氯化碳溶液中，讓過濾膜中的油分完全溶解于溶液之中，然后對溶液中的油分進行測量分析，就可以獲得溶液中懸浮油的含量。對于活性炭吸收的油分，可以使用二硫化碳試劑進行提取，對活性炭中的油分總量進行測定。最后將兩種方法測得的油分含量進行相加就可以得到總的油氣含量。

2對樣品進行采集和分析

2.1 采樣設備

采樣設備一般是由主管道上游、主管道下游、球閥、薄膜夾具、吸附管、流量控制閥和流量傳感器組成。

2.2 采樣流程

（1）將采樣裝置進行連接設置。

（2）旋開夾具，并將過濾膜放置在夾具中。

（3）將活性炭放置在采樣設備中進行固定。

（4）然后旋開球閥，增加系統管道中的壓力。

（5）打開流量控制閥門，對空分氣體的流速進行設定使采樣的氣體流速和管道流速一樣。如果管道中的流速超出了系統的最大范圍。就需要對樣本的整體測量時間和樣本的總體積進行記錄分析。

（6）打開流量閥，然后計算樣本氣體的流速，使樣本氣體的流速和管道中的流速一樣。如果樣本氣體的流速超過了系統的最大范圍，則同樣需要對樣本的整體測量時間和樣本的體積進行記錄分析。

（7）在試驗完畢之后，關閉球閥，在管道中的壓力和外界壓力保持一致之后，把夾具拿出來。

（8）把濾膜拿出來，然后把活性炭拿出來。把管道的兩端進行密封保存。

2.3 對樣品中的懸浮油進行分析的步驟

將四氯化碳溶液和正十六烷溶液配置成20mg/L的溶液，將四氯化碳溶液和異辛烷溶液混合成20mg/L的溶液，將四氯化碳溶液和苯溶液配置成100mg/L的溶液。然后測量上面各個溶液在不同波數處的吸光度。上述各個溶液在 處的吸光度全部都符合下面的公式，可以對公式進行求解，得到所需的系數。

2.4對校正系數進行驗算

將四氯化碳溶液和石油類液體進行混合，分別將溶液配置成為不同濃度的溶液。然后再和校正系數的測定試驗中采取相同的波數，進行吸光度的測定，然后通過公式計算出標準溶液中的油分含量。之后將標準的油分含量和測定的油分含量進行分析對比。如果對比結果在誤差范圍之內的話，表示測量所得的系數是正確的，可以進行后續的分析。如果對比結果的誤差太大。則需要重新對溶液中的吸光度進行測定，重新獲取公式的校正系數。

2.5油分的測定

將含有樣品的濾膜放入試管中，然后將四氯化碳溶液倒進試管中。搖晃試管直到溶液和濾膜均勻混合，然后將試管放在干凈的地方放置一段時間。然后將溶液上層分離出的溶液提取出來，在與上述實驗同樣的波數處進行吸光度的測量，最后將溶液中的油分總量計算出來。

2.6 對蒸汽油中的油分進行分析的流程

空氣分離氣體中的油分一般都會含有大量的有機物，對有機物進行分析可以采用二硫化碳的方法進行提取，最后和正己烷溶液進行對比定量分析。

2.6.1 使用二硫化碳進行提取

（1）試驗中需要使用到的儀器以及控制條件。

采樣口的溫度需要維持在200攝氏度，色譜柱溫度需要維持在60攝氏度。并且需要使用純度很高的氮氣。

（2）對測量曲線進行制作

將正己烷溶液進行不同濃度的稀釋，然后對樣品中的溶液進行提取，對多次取樣的面積進行測量，并求取測量的平均值。然后繪制測量曲線，把正己烷濃度作為橫坐標，將計算得到的面積作為縱坐標，制作測量曲線。

（3）使用二硫化碳對樣品中的含油量進行測定。

將活性炭倒進玻璃試管中，然后在試管中再加進去二氧化硫溶液，搖晃試管使溶液進行充分的混合。然后對樣品進行采樣分析，求取面積的平均值。并且拿出一個完全純凈的試管和沒有經過采樣的活性炭，進行同樣的操作作為對比試驗。然后測量對比試管的評價峰高。

3 結語

將經過上面試驗測驗所得的懸浮油和蒸汽油的含量進行相加即為總的空氣分離氣體中所含的油分量。在現在的行業中，很難對空分氣體中的油分含量進行一個準確的測定。本方法在理論上和實際上比之前的方法都有技術的創新，可以有效的提高氣體分離提取的純度，促進企業的發展和行業的進步。但是本方法也還有很多的問題需要改進，比如說對不同材質的過濾膜的選擇，不同材質對油氣的過濾質量和過濾效率等等都需要更深層次的理論支持。

參考文獻：

[1]陳鷹，朱麗娜，黃海星.紅外測油法淺析及其在氣體含油量測定中的應用[J]. 上海計量測試，2008（02）：29-31.

[2]ISO/TC 118.ISO 8573-2-2007壓縮空氣：第2部分 懸浮油含量測試方法[S]. London：2007.

[3]ISO/TC 118. ISO 8573-5-2001壓縮空氣：第5部分 蒸汽油和有機溶劑含量的測試方法[S]. London：2001.

[4]中華人民共和國環境保護部. HJ 637-2012 水質 石油類和動植物油類的測定 紅外分光光度法[S]. 北京：中國環境科學出版，2012.

[5]劉再華，劉艷英，秦龍. 氣體中微量油分析方法研究[J]. 化學分析計量，2004，13（2）：28-30.