气相色谱法原理
分辩率（Rs）或分离度是相邻两谱峰中心间的距
离与两谱峰的平均宽度之比
Rs
t R 2 t R1 1 (t w1 t w 2 ) 2
气相色谱法原理
Rs越大意味着这两组分分离得越好，
当 Rs≥1.5时，两组分即可完全分离。
气相色谱仪
气相色谱仪主要由载气系统、进样器、色谱
柱、检测器及数据处理系统等组成。
所分离物质在该压力下沸点，只有依仗液相的 表面蒸发。这样可避免因温度过高而造成的分 解。
§3.2 气相色谱法
气相色谱法
色谱法是俄国科学家茨维特于1906年首创，目前广
泛用来作为分离和分析多组分混合物的有效方法。 按照流动相的状态可分为气相色谱（Gas
chromatogrphy,GC)和液相色谱法（Liquid
气相色谱仪
4、检测器：1）热导检测器：适合于含量为
常量至几十ppm组分的分析。热导检测器是依 据不同物质具有不同的导热系数进行检测的。
气相色谱仪
4、检测器：2）火焰离子化检测器：氢焰检
测器。适用于含可挥发的含碳氢的有机物质， 其检测的灵敏度高于热导检测器。
授课内容



第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章
绪论 油气储运化学基础知识 原油化学组成的分离及分析方法 原油处理 天然气处理与加工 油田污水处理 原油输送用化学剂 成品油添加剂
第三章 原油化学组分分离及分析方法
本章内容



精密分馏及分子蒸馏 气相色谱、液相色谱 元素分析法 光谱法 核磁共振、质谱法
时的时间。在特定的固定相及实验条件下，每 一组分都有一个特定的保留时间，可以用它来 作为定性指标。
气相色谱法原理
要对混合物中各组分进行定性和定量，它们
的谱峰之间必须有足够大的距离，同时色谱峰 必须很窄，才能达到完全分离的目的。
气相色谱法原理
色谱峰之间的距离是由物质在两相间的分配
系数决定的，峰的宽窄由柱效率所决定。 分辩率（分离度）Rs是定量描述混合物中相邻两 组分在色谱柱中分离情况的主要指标。
§3.1 精密分馏、分子蒸馏
精密分馏
当需要将原油分离为更窄的馏分及将沸点
差很小的混合物进行分离时，则要用分馏效率 较高的精密分馏。
精密分馏装置
高效的分馏柱填料：填料应具有较大的比表面积
和较高的空隙率； 较高的回流比：在一定范围内，回流比越大，分 馏效率越高；
精密分馏
分馏柱的保温：最理想的分馏是在绝热的情况下操作，
chromatography,LC）两大类。
气相色谱法原理
利用试样中各组分在色谱柱的流动相和固定
相之间具有不同的分配系数（即在固定相上具 有不同的吸附值或溶解度）来进行分离的。
气相色谱法原理
被分离的混合物在进样口气化为气体后，由载气
（流动相）携带进入色谱柱，由于载气的不断冲洗 而向下游移动，其中吸附（或溶解）能力最弱的组
过多的散热会影响分馏效率，而且易形成液泛。 常用抽空的镀银夹层玻璃柱为绝热分馏柱或用分段
电热保温
分子蒸馏
原油中重质组分的沸点很高，在一般能达到的减压条件下进
行蒸馏（0.1KPa），也只能蒸馏出相当于常压沸点为530℃以
℃
下的馏分。如果再继续提高蒸馏温度，油样就会发生分散。
对这部分高涨点馏分，需要用分子蒸馏（Molecular Distillation)或短程蒸馏（Short path distillation)
分子蒸馏原理
根据气体分子运动论，气体分子在两次连续碰撞间
所行经的距离称为自由程。由于分子的混乱运动， 所以自由程也是不断地无规则地变化，其平均值则
称为平均自由程，以符号λ表示。
分子蒸馏原理
1 2 2 nd
分子蒸馏原理
平均自由程与压力成反比，压力越低时，分
子在单位时间内碰撞次数越少，平均自由程也 越大。
分子蒸馏原理
对于原油中较大的分子，在0.1Pa的高真空
下，其平均自由程可达到10cm左右。在这样 低的压力下加热油样，其液相表面的分子会蒸 发逸出。
分子蒸馏原理
如在与液相表面距离小于其平均自由程处设在这个冷表面上冷凝。
分子蒸馏原理
分子蒸馏的特点：蒸馏时的温度并没有达到
分向下游移动的速度最快，而吸附（或溶解）能最
强的组分向下游移动的速度最慢。
气相色谱法原理
经过一定的柱长后，由于组分在色谱柱中反复多次
的分配，即使原来性质差异很小的组分，也能分开。 这样，试样中各组分便能按其吸附（或溶解）能力
由弱到强依次流出，从而使各组分得以分离。
气相色谱法原理
保留时间（tR）：从进样到色谱峰流出极大值
相色谱中应用最广的。液体固定相是由惰情载体和 涂在惰性载体表面上的固定液组成。
①载体：多孔性固体颗粒、比较大的比表面积。硅
藻土、玻璃珠、聚四氟已烯等
气相色谱仪
3、固定相：（2）液体固定相：①载体：多孔性固
体颗粒、比较大的比表面积。硅藻土、玻璃珠、聚 四氟已烯等。要求载体具有比较大的比表面积、良
好的热稳定性、对试样无吸附、无催化，有一定的
粒度和规则的形状（球形），有一定的机械强度。
气相色谱仪
3、固定相：（2）液体固定相：②固定液：
挥发性小、热稳定性高、化学稳定性好、对试 样有适当的溶解能力和较高的选择性。一般的
固定液都是高沸点的有机化合物，以硅酮为主。
气相色谱仪
3、固定相：（3）新型合成固定相：苯乙烯
和二乙烯共聚而成的高分子多孔微球，它起着 载体与固定液的双重作用，样品组分可直接在 其表面上进行分配。
气相色谱仪
1、载气：气相色谱所用的流动相载气一般由
高压气瓶提供，常采用的载气有氢气、氮气、
氦气或氩气，可根据不同的分析对象进行选择。
气相色谱仪
2、色谱柱：是气相色谱的核心部分，样品中
各组分是在色谱柱中得到分离的。色谱柱分为 填充柱及开管柱两大类，以填充柱为主。
气相色谱仪
2、色谱柱：填充柱中装有均匀涂布以固定液
的很细的担体或吸附剂。柱材料一般是不锈钢、 玻璃、石英或聚四氟乙烯等。
气相色谱仪
3、固定相：分为三类：固体固定相、液体固体相和
新型综合固体相 （1）固体固定相：气固色谱柱，采用固体吸附剂，分
析永久性气体和一些低沸点的气体混合物。活性炭、
硅胶、氧化铝和分子筛
气相色谱仪
3、固定相：（2）液体固定相：气液色谱仪，是气