標準氣體的應用及制備技術

標準氣體是天然氣工業中使用的一個術語，屬于標準物質的類別。標準物質是非常統一、穩定和準確的測量標準，具有復制、保存和傳遞測量值的基本功能。它們用于物理、化學、生物學和工程測量，用于校準測量儀器和過程，評估測試實驗室中測量方法的準確性和檢測能力，確定材料或產品的特征值，并仲裁測量值。
實驗室色譜分析和在線儀器校準都需要大量高質量的標準氣體來準確計算產品中成分的含量。因此，標準氣體已廣泛應用于產品質量監測與控制、儀器儀表校準、大氣環境監測、醫療衛生、臨床檢測和分析方法評價等領域。近年來，石油化工發展迅速。在以原油為原料生產聚合物級乙烯、丙烯、氫氣、苯和對二甲苯產品的過程中，通過色譜分析實現了產品成分的分析。
1.標準氣體混合物的制備
使用高純度氣體作為稀釋氣體并添加一種或多種其他高純度氣體來生產標準混合氣體。標準氣體的生產方法主要包括稱重法、分壓法、容積法、滲透法、飽和法、電解法、指數稀釋法、流量比混合法等。從氣體動力學角度來看，分為靜態氣體分配法和動態氣體分配法。靜態氣體分配方法是將一定量的氣態或蒸汽原料氣體返回到已知體積的容器中，然后用稀釋的氣體填充并混合均勻。
2.單一組分的制備方法
生產具有單一成分的標準氣體的方法因物質的性質而異。對于具有高揮發性的液體，它們可以利用其蒸發效應生產，而那些不能利用蒸發法生產的液體可以利用化學反應法生產。
標準氣體混合物的生產技術
1.壓力比法：該方法用于根據每個被測組分的壓力和申報的濃度產生混合氣體。
2.靜態容量法：目前，國家標準仍然采用靜態容量法通過配氣裝置進行配氣。
3.稱重法：該方法使用高負荷精密天平對鋼瓶中裝載的各種氣體成分進行稱重，并根據各成分的質量比計算出鋼瓶中標準氣體的濃度。
4.滲透管法：滲透管是一種提供原料氣源的裝置，主要由盛有原料液的小容器和滲透膜組成。
5.質量流量比法：該方法采用流量比混合法生產標準氣體，因此準確測量流量是確保制備的關鍵。