标准气体的应用及制备技术

标准气体是天然气工业中使用的一个术语，属于标准物质的类别。标准物质是非常统一、稳定和准确的测量标准，具有复制、保存和传递测量值的基本功能。它们用于物理、化学、生物学和工程测量，用于校准测量仪器和过程，评估测试实验室中测量方法的准确性和检测能力，确定材料或产品的特征值，并仲裁测量值。
实验室色谱分析和在线仪器校准都需要大量高质量的标准气体来准确计算产品中成分的含量。因此，标准气体已广泛应用于产品质量监测与控制、仪器仪表校准、大气环境监测、医疗卫生、临床检测和分析方法评价等领域。近年来，石油化工发展迅速。在以原油为原料生产聚合物级乙烯、丙烯、氢气、苯和对二甲苯产品的过程中，通过色谱分析实现了产品成分的分析。
1.标准气体混合物的制备
使用高纯度气体作为稀释气体并添加一种或多种其他高纯度气体来生产标准混合气体。标准气体的生产方法主要包括称重法、分压法、容积法、渗透法、饱和法、电解法、指数稀释法、流量比混合法等。从气体动力学角度来看，分为静态气体分配法和动态气体分配法。静态气体分配方法是将一定量的气态或蒸汽原料气体返回到已知体积的容器中，然后用稀释的气体填充并混合均匀。
2.单一组分的制备方法
生产具有单一成分的标准气体的方法因物质的性质而异。对于具有高挥发性的液体，它们可以利用其蒸发效应生产，而那些不能利用蒸发法生产的液体可以利用化学反应法生产。
标准气体混合物的生产技术
1.压力比法：该方法用于根据每个被测组分的压力和申报的浓度产生混合气体。
2.静态容量法：目前，国家标准仍然采用静态容量法通过配气装置进行配气。
3.称重法：该方法使用高负荷精密天平对钢瓶中装载的各种气体成分进行称重，并根据各成分的质量比计算出钢瓶中标准气体的浓度。
4.渗透管法：渗透管是一种提供原料气源的装置，主要由盛有原料液的小容器和渗透膜组成。
5.质量流量比法：该方法采用流量比混合法生产标准气体，因此准确测量流量是确保制备的关键。