标准气体中组分绝对含量推算方法的探讨

测定组分含量的基本原理
测定组分含量的基本原理是依据样品中所含组分的某些特定性质与测量设备所测得的信号之间的关系进行的。

这些特定性质可以是化学性质、物理性质或电学性质等。

根据样品中所含组分的不同特性，可选用不同的测量方法对其进行定量分析。

常用的测定组分含量的方法有：
1.重量法：利用样品的质量与所含组分的质量比例关系，通过称量样品与所含组分的质量差，求出组分含量。

2.容量法：利用药品滴量法、分光光度法、电化学分析法等，通过测定被测物与反应试剂之间的化学反应量，推算出样品中所含组分的浓度或量。

3.光谱法：利用被测物分子吸收、发射或散射光线的不同特性，通过测量光谱强度或波长、频率、能量等参数，计算出样品中所含组分的浓度或量。

常用的光谱方法有红外光谱法、紫外吸收光谱法、荧光光谱法等。

4.色谱法：利用样品中所含组分分子的相对速度差异，通过在适宜的色谱柱中进行分离和纯化，最终通过检测所含组分的吸收光强度或荧光强度来计算出其浓度或量。

常用的色谱方法有高效液相色谱法、气相色谱法等。

5.电化学法：利用样品中所含组分的电化学性质，通过测量电位、电流、电阻等参数，计算出其浓度或量。

常用的电化学方法有电解法、电导率法、电泳法等。

以上就是测定组分含量的基本原理及常用的测量方法。

气测全烃值不等于烃组分值之和的剖析气测录井过程中经常出现气测全烃值小于烃组分值之和的现象，常常引起业主的疑问和录井人员的不解。

分析产生这种现象的原因，对消除业主的疑惑和提高录井人员的资料应用水平具有指导意义。

气测录井过程中，气测全烃值与烃组分值之和的关系主要呈现下列三种情况：一是气测全烃值大于烃组分值之和；二是气测全烃值与烃组分值之和相当；三是气测全烃值小于烃组分值之和。

通常人们认为第一种和第二种现象是正常的，第三种情况是不正常的。

气测录井的业主通常认为，全烃值小于烃组分值之和是仪器性能引起的，怀疑全烃值和烃组分值或者某气测参数的准确性。

笔着通过多年的气测录井的实践经验和对气测录井理论的深入研究，认为出现气测全烃值小于烃组分值之和的现象，绝大多数的情况下是由仪器的标定方式、分析方式、地下油气性质和某种气测操作参数选择不当引起的，对油气的解释评价基本上不产生影响。

气测值的高低与多种因素有关，而且气测值的大小是相对的，而不是绝对的，气测解释时主要采用的方法是“全烃确定异常，烃组分值确定异常性质”，只要一口井采用一种气测操作模式，即使出现上述现象也不会对气测解释评价结果产生影响。

气测的全烃标定主要采用两种方式，一种是利用单一烃组分甲烷的不同浓度标定全烃，一种是利用多种烃组分的不同浓度之和标定全烃。

这两种标定方式第一种不易出现全烃值大于烃组分值之和的现象，而第二种方式在油气高浓度时容易出现全烃值大于烃组分值的现象。

产生这种现象的原因是由油气的性质和烃组分的气测响应值不同共同作用引起的，通常情况下，烃组分主要以甲烷为主（一般情况下，甲烷的相对含量在70%左右），而且甲烷的气测响应值大于乙烷、丙烷、丁烷的响应值大，标定时全烃是五种烃组分相同浓度之和，这样气测测量出的全烃值比实际值要大，就不会出现全烃值小于烃组分值的现象。

气层显示主要以甲烷为主（一般情况下，甲烷的相对含量大于85%），同样的道理，气层显示不管在高浓度和低浓度时都不会产生全烃值小于烃组分之和的现象。

实验一 气相色谱内标法定量分析一、目的与要求1.熟悉相对校正因子定义以及求取方法2.掌握内标法定量公式及其应用3.熟悉氢火焰监测器的特点和使用方法二、实验原理气相色谱法是以气体(此气体称为载气)为流动相的柱色谱分离技术。

其原理是利用被分离分析的物质(组分)在色谱柱中的气相(载气)和固定(液)相之间分配系数的差异，在两相作相对运动时，在两相间作反复多次(103～106次)的分配，使得原来的微小差别变大，从而使各组分达到分离的目的。

根据色谱图进行组分的定量时，所用定量方法主要有归一化法，内标法和外标法三种。

当试样组分不能全部从色谱柱流出，或有些组分在检则器上没有信号时，就不能使用归一化法，这时可用内标法。

内标法是气相色谱所常用的一种比较准确的定量方法。

当样品中的所有组分因各种原因不能全部流出色谱柱，或监测器不能对各组分都有响应，或只需测定样品中某几个组分时，可采用内标法定量。

内标法的基本过程是:准确称取质量为W m 的样品，加入质量为W s 的内标物，用溶剂配成一定浓度的溶液，进行气相色谱分析，然后根据被测物和内标物的质量及其在色谱图上的峰面积比，求出被测组分的含量，计算公式如下：100%i i s i s s m A f W P A f W =⨯式中Pi 为组分i 的百分含量；Ai, As 分别是被测组分和内标物的峰面积； f i 、fs 分别是被测组分和内标物的重量校正因子二者之比（fi / fs ）可由标准样品按照上述方法进行测试并计算得。

内标法必须由合适的内标物，基本条件是：它在样品中不存在、无化学反应、稳定、性质尽量与被测组分接近，能与样品要互溶、色谱峰能完全分离并比较接近被测组分的色谱峰。

内标物的量也应与被测组分的量相当，以提高定量分析的准确度。

(1)10℃/min 30℃/min 内标法不需要被测样品中的所有的组分从色谱柱完全流出或被监测器检测出，不象归一化法存在使用上的限制；它采用了相对校正因子，使仪器和操作条件对分析结果的影响得到校正。

气相色谱法测定沼气气体成分及含量的研究李晶宇，张影微，李文哲，吕金庆（东北农业大学工程学院，哈尔滨150030）摘要：为了测试厌氧发酵所产沼气中甲烷及二氧化碳的含量，配制了不同质量浓度的甲烷、氮气、二氧化碳、氢气的标准气体，利用填充柱建立了相应的气相色谱测定方法。

分析结果表明，利用该方法得到4种气体的出峰时间分别为0．229、0．405、0．824、1．358min ，4种气体能够很好地分离。

根据标准气体绘制的4种气体回归曲线线性相关系数均大于0．999。

验证性试验得到氢气、氮气、甲烷、二氧化碳的回收率分别为97．72%、98．20%、97．83%、96．87%，说明在试验条件下气相色谱法能准确地测量4种气体的含量。

关键词：沼气；填充柱；气相色谱；厌氧发酵中图分类号：S216．4文献标识码：A文章编号：1003－188X （2015）06－0255－030引言厌氧发酵产沼气技术作为一种既可处理有机废弃物又能产生能源的工艺，已被广泛用于各种废水和固体废物处理中［1］。

在厌氧发酵研究过程中，沼气组成成分和含量是厌氧发酵最终的测试指标，能够有效地反映厌氧发酵所处的阶段，并直观地反映反应器运行情况［2］。

气相色谱法是最常用的快速、准确的沼气检测方法［3］。

本研究用不同百分含量的氢气、氮气、甲烷、二氧化碳标准气体，利用填充柱，在柱温为170ħ 的条件下，得到4种气体的保留时间、标准曲线以及回归线方程，以优化得到高精度、快速的沼气测试方法［4］，旨在为利用气相色谱法测试沼气提供一种简便、测试快速的方法。

1材料与方法1．1材料氢气、氮气、甲烷、二氧化碳混合气体纯度均为99．99%，购于哈尔滨黎明气体有限公司。

1．2试验仪器与设备美国安捷伦公司气相色谱仪（Aligent6890）；集气袋（大连海德气体包装有限公司）。

收稿日期：2014－07－17基金项目：黑龙江省教育厅科学技术研究项目（12511047）作者简介：李晶宇（1982－），女，哈尔滨人，工程师，博士研究生，（E －mail ）jyli080615@163．com 。

气相色谱的原理及定性定量分析基本原理气相色谱是将有机物分离的一种方法，它也可以对混合物的组成进行定性定量分析。

混合物是通过在流动相和固定相中的相作用而分离的。

流动相和固定相构成色谱法的基础。

流动相可以有气体和液体两种状态，固定相则有液体和固体两种状态。

流动相是气体的称作气相色谱。

流动相是液体的称做液相色谱。

气相色谱是一种分配色谱，其固定相是由特定的液体黏附在一些固体基质上组成的。

各种气相色谱仪虽然在功能、价格和操作上有所不同，但其都是由气流系统、分离系统、检测系统和数据处理系统所组成的。

如下图：气相色谱的气流系统主要包括气源和气体纯化及调节装置。

气源一部分是作为流动相的载气，我们所使用的载气是氮气。

气源的另一部分是作为后期检测所用的燃烧气体，主要是氢气和空气。

由于进入分离系统的气体纯度需要保证，所以不论气源纯度如何，都应通过气体净化装置才能进入色谱分离系统。

虽然根据检测器或色谱柱不同，气相色谱的气体纯度有所差异，但所有气体的纯度至少要达到99％以上，许多情况下应达99?99％。

气相色谱分离系统包括样品汽化室和色谱柱两部分。

气相色谱分离技术需要所测有机物样品必须在气态才能进行，因此，首先需要将液态或固态的样品加热 (100一300℃)汽化才能进入色谱柱进行分离。

这样气相色谱进样是用人工或自动注射的方式将有机样品首先注入汽化室。

气相色谱的定性定量分析气相色谱主要功能不仅是将混合有机物中的各种成分分离开来，而且还要对结果进行定性定量分析。

所谓定性分析就是确定分离出的各组分是什么有机物质，而定量分析就是确定分离组分的量有多少。

色谱在定性分析方面远不如其它的有机物结构鉴定技术，但在定量分析方面则远远优于其它的仪器方法。

有机物进入气相色谱后得到两个重要的测试数据:色谱峰保留值和面积，这样气相色谱可根据这两个数据进行定性定量分析。

色谱峰保留值是定性分析的依据，而色谱峰面积则是定量分析的依据。

㈠定性分析气相色谱的定性分析主要有保留值定性法、化学试剂定性法和检测器定性法。