Перед тем как провести полный анализ природного или попутного газа или какого-нибудь газа нефтепереработки, содержащего непредельные у-ды, проводят предварительный анализ, т. е. определяют осн. компоненты газа, наличие и кол-во неорг. составных частей: С02,02, Н2, H2S, непредельных ув-ов и Alk. Это позволяет определить, к какой категории относится данный газ и выбрать метод его полного анализа.
Для предварит. анализа удобны приборы, основанные на абсорбции, то есть на поглощении основных частей газа различными хим. поглотителями. Примером таких аппаратов может служить аппарат ВТИ-2.
Чтобы определить хим. состав какого-либо газа на аппаратах такого типа, образец газа определенного объема последовательно пропускают через абсорберы, содержащие различные хим. поглотители, и измеряют V газа после поглощения в каждом абсорбере. Изменение объема газа позволяет вычислить процентный состав каждого компонента (% об).
Для опред. С02 в качестве поглотителя используют водный раствор гидроксида K или Na:
С02 + 2 КОН -> К2С03 + Н20.
Для опред. O2—раствор гидросульфита натрия:
Na2S204 + 2NaOH + 02 -> Na2S04 + Na2S03 + Н20.
Для опред. содержания олефинов газ пропускают через р-р Br в воде (бромную воду), олефины реагируют с бромом, превращаясь в дибромиды:
R—СН = СН2 + Вг2------►r—СН—СН2
Вг Вг
Содержание H2, C и суммы Alk в газе опред. путем их полного окисления. Вначале опред. H2 и CO пропуская газ через трубку, наполненную СuО, нагретым до 280°С. Происходит окисление:
Н2 + СuО -> Сu + Н20, СО + СuО -> Сu + С02.
Н2 окисляется в воду, пары которой конденсируются. При окисл. СО обр. такой же объем CO2. Поэтому ↓ объема газа происходит только за счет окисл. Н2, что позволяет опред. его содержание. После поглощения CO2 р-ром щелочи рассчитывают процентное содержание СО.
Alk опред, пропуская газ через слой СuО при 850—950°С. Происходит их полное окисление.
СН4 + 4СuО -> С02 + 2Н20 + 4Сu
С02, образующийся при этом, поглощают раствором щелочи. По разности объемов газа определяют содержание алканов. Если в газе содержится азот, то он остается в остатке после анализа всех остальных компонентов.
Наиболее быстрым методом полного анализа газов является метод газовой хроматографии.
В качестве неподвижной фазы используют твердые адсорбенты, модифицированные вазелиновым маслом).
Для выбора методики полного хр. анализа газа необходимы данные предварительного анализа.
Предположим, что при предв. анализе какого-либо газа установлено, что он состоит из Н2 , O2, N2, CO, алканов и олефинов. Если ввести пробу этого газа в хроматограф с насадочной колонкой, заполненной адсорбентом, модифицированным вазелиновым маслом, с применением в качестве газа-носителя водорода и проводить анализ при комнатной температуре, то хроматограмма будет иметь вид, изображенный на рис. 46.
По хр-ме подсчитывают процентное содержание каждого углеводорода, содержание суммы С2 и суммы СН4, 02, СО, N2. Из хр-мы видно, что с помощью обычного адсорбента не удается разделить СН4,02, N2 и СО, а также смесь этана и этилена. Для их разделения газ анализируют с применением цеолита NaX и H2 в качестве газа-носителя. Получают хроматограмму, изображенную на рис. 47.
На основании этой хроматограммы и предыдущей можно подсчитать процентное содержание 02, СН4, N2, СО, С2Н4 и С2Н6. Хотя применение молекулярного сита позволяет разделить неуглеводородные компоненты, а также метан, этан и этилен, полностью анализ газа на этом адсорбенте провести нельзя, так как он прочно удерживает алкены. Содержание водорода определяют, применяя цеолит NaX и аргон в качестве газа-носителя (гелий применять нельзя, т. к. его теплопроводность близка к теплопроводности водорода). Получают хроматограмму с пиком водорода, остальные пики не фиксируют. По высоте пика подсчитывают процентное содержание водорода, применяя калибровочную кривую «высота пика — % водорода», полученную в результате анализа искусственных смесей