原作者：孫福楠，王秋娥，吳江紅
出處：(光明化工研究設(shè)計院，遼寧大連甘井子116031)
詳細介紹了我國標準氣體制備過程中存在的諸多問題，對如何解決這些問題提出了具體方案。中國標準氣體行業(yè)自改革開放以來，發(fā)展極為迅猛，從業(yè)人數(shù)不斷增加，為了縮短我國標準氣體同發(fā)達國家的差距，廣大特種氣體工作者應(yīng)從理論到實際，認真把握標準氣體制備過程中的每個環(huán)節(jié)，使我國標準氣體質(zhì)量發(fā)生質(zhì)的飛躍。

1前言

  標準氣體是儀器、儀表評價標準過程中必不可少的基量物質(zhì)，它具有復現(xiàn)、保存和量值傳遞等基本功能。改革開放以來，我國高科技事業(yè)發(fā)展迅猛，極大地推動了我國計量標準物質(zhì)的發(fā)展，尤其是我國幾大乙烯工程的相繼開車投產(chǎn)，對各種標準氣體的需求量激增。由于標準氣體制造具有投資少、見效極快的行業(yè)特點，因此，目前我國進入該領(lǐng)域的人數(shù)逐年增多，使得標準氣體市場出現(xiàn)了空前的競爭勢頭，并且這種情況愈演愈烈。競爭的結(jié)果使廣大標準氣體使用者能主動、方便地購買到價格十分低廉的產(chǎn)品，但同時也造成了本行業(yè)利潤下滑，質(zhì)量受到不同程度的影響。筆者在以往的文章中曾就我國標準氣體生產(chǎn)過程中存在的若干問題進行過論述(詳見《低溫與特氣》2002年第六期33頁)。本文根據(jù)當今的市場特點，再次就我國標準氣體存在的問題進行論述，希望得到廣大讀者的共鳴，以推動中國特氣行業(yè)健康、穩(wěn)定、有序地發(fā)展。

2我國標準氣體存在的問題

2．1  標準氣體生產(chǎn)資質(zhì)審批較松

    標準氣體制備包括氣體分析檢測、氣瓶處理、高純原料氣的生產(chǎn)與純化(或采購)、標準氣體的制備等多個環(huán)節(jié)。每一個環(huán)節(jié)發(fā)生細微的錯誤，都將導致標準氣體的質(zhì)量失準。因此，國際許多知名氣體公司認為，工業(yè)氣體屬資本投入，而特種氣體中的標準氣體比拼的是技術(shù)。一瓶高難度的標準氣體其價格通常會超過一卡車瓶裝工業(yè)氣體(有的地方每瓶工業(yè)氧僅賣6元錢)，而從國外進口標準氣體其價格是十分昂貴的。由于標準氣體具有溯源功能，屬國家計量控制的范疇，在質(zhì)量爭議中，它具有仲裁作用。因此，生產(chǎn)制備標準氣體所需的工具應(yīng)具有相當高的靈敏度，同時需要一系列的訓練有素的專業(yè)技術(shù)人才。所以，標氣制備看起來容

易，但真正做到準確、穩(wěn)定、可靠，卻并非易事。然而，我國目前標準氣體準入門檻太低，僅靠一份研制報告，就會輕松獲得標準氣體生產(chǎn)許可證。從我國的標準物質(zhì)目錄上可以看到，我國標準物質(zhì)品種很多，并且品種制備難度很大。這些所謂的標準物質(zhì)真正含金量有多高，同國外標氣的準確度有多大差別，即使是組分相同，由不同廠家生產(chǎn)的相同濃度的標氣能否比對成功，廣大從業(yè)者心知肚明。

筆者建議：在審查標準物質(zhì)資質(zhì)時，有關(guān)部門在標準方面要控制得嚴格些，對申請單位的人力資源、基礎(chǔ)設(shè)施要有嚴密的考核措施，這些考核的條款、考查的方式要公開、公平、公正、有效、透明，唯有如此，才能從源頭把關(guān)，使我國的標準氣體生產(chǎn)有一個較高的起點。同時，政府的相關(guān)部門能負起責任，加強監(jiān)督我國的標氣生產(chǎn)，而不是出了問題再抓再管。

2．2高純原料氣體難找

    高純原料氣體的質(zhì)量對標準氣體制備的準確性，起著至關(guān)重要的作用。原料氣的不確定度是構(gòu)成標準氣體合成不確定度的極為重要部分，因此，沒有高質(zhì)量的高純原料氣，就根本制備不出高準度的標準氣體。也正因如此，我國早在20世紀80年代，為了標準氣體制備的需要，原化工部對我國的高純氣體研制給予了多年的資金支持，廣大特氣工作者為此進行了氣體合成、凈化、分析等系列工作，取得了驕人的成績。因此，我們從標準物質(zhì)目錄上可以找到多種早期批準的高純氣體標準物質(zhì)。

由于高純氣體(如：高純有機氣體)用量小，品種雜，要求純度極高，且為避免各凈化裝置相互玷污，又不能相互合并共用，因此，在一切以市場為中心的環(huán)境下，真正能靜下心搞好每種高純氣體并非易事。近年來，由于標準氣體行業(yè)競爭加劇，利潤下滑，標氣生產(chǎn)廠對所用的高純原料氣進價也十分計較，大量低價的劣質(zhì)原料氣也隨之出現(xiàn)，如將工業(yè)硫化氫當成高純硫化氫出售。其實目前市面所常見的硫化氫多為硫加氫(S+H2一H2S)干法合成的工業(yè)級H2S，其中含有3％～5％的H2，如此高的雜質(zhì)含量，對配制含H2S組分的標氣的影響是顯而易見的。市場上有用工業(yè)溶解乙炔當作高純乙炔來配氣，由于溶解乙炔含大量的溶劑——丙酮，因此，用戶時常抱怨乙炔標準氣不準。其實．乙炔中含丙酮多少取決于環(huán)境溫度，也就是說冬夏兩季乙炔中含的丙酮差距較大，這就是客戶在冬夏兩季采用相同濃度的兩瓶標氣，卻存在很大誤差的原因。其結(jié)果是，用戶一直會將不合格的產(chǎn)品當成合格品，而真遇到合格品他們卻認為是假貨。

2．3分析檢測儀器不足

    標準氣體在配制前后，都需要分析檢測。近幾年標準氣體組分正由“10-6向“l(fā)O-9發(fā)展，國產(chǎn)儀器、儀表等價格相對不高，但可靠性較差；進口儀器質(zhì)量稍好，但其價格較為昂貴，并且更新較快。標氣生產(chǎn)時需要多種專用的檢測儀器，國外氣體公司都擁有大量先進的檢測儀器，因此，國外氣體配氣程序中經(jīng)?？梢钥吹讲捎米⑸涞姆椒?。實際上，他們在配制時，為避免多次稀釋造成的人力、物力的浪費，多采用上述方法配制，然后用高靈敏度的儀器進行分析，而所用的儀器是被有證標準物質(zhì)(CaM)進行校準的。這種方法時常在N2-O2標氣制備中使用。如何解決國內(nèi)標氣生產(chǎn)廠因資金不足，導致儀器匱乏的問題將是一個長期難以解決的問題。目前標氣市場競爭加劇，市場難做，奢想花上百萬購買進口儀器，不是一般公司能做到的。儀器不足或分析技術(shù)不過關(guān)，是導致我國許多標準氣體質(zhì)量不高的重要原因之一。

2 4活性組分急需解決氣瓶處理技術(shù)

    近幾年，催化劑活性越來越高，人們對所生活和工作的環(huán)境越來越重視，這要求活性標準物質(zhì)如含硫、含氯、含氟、含氰化氫(HCN)、含氨的標準氣濃度越來越低。由于這些氣體化學活性極高，在一般氣瓶中，其穩(wěn)定性很差。發(fā)達國家對氣瓶處理技術(shù)十分重視，各種處理技術(shù)各有特點。如：鍍鎳、鍍金、涂覆有機高分子。而我國僅在“八五”期間開展過此方面的工作，但時至今日，有些處理技術(shù)仍滿足不了市場的需求，如N2～10×10一C12以下濃度標氣的穩(wěn)定性急需解決。有許多標氣配制人員，對氣瓶處理重視不夠，加之用戶對此認識不清，這樣該換白鋼閥門的不換，該做涂層的也不做。這樣的標氣用于校準報警儀器，雖然一般情況下，看不出有問題，但這樣的報警儀器無疑形同虛設(shè)。有的人認為只要進行所謂的預報和，就會避免組分破“吃”的問題，但是，假如不進行配后的分析，有時仍將導致組分含量劇增。因此，盡早地進行氣瓶處理是配制穩(wěn)定可靠活性標氣的重要前提。

2．5標準氣體的定值

    標準氣體按重量法或其它方法制備后，需要采用分析進行復核或定值，尤其對于那些在制備過程可能會造成污染、組分在高壓狀態(tài)下易被瓶壁吸附、組分之間可能相互作用的標氣。配制穩(wěn)定后，對其含量進行評價或再次定值是標氣制備過程中必不可少的重要過程。有的氣體通過儀器可以直接定值，如：氧分析儀、水分析儀，這些分析儀器必須被法定計量較準，但有些組分必須用準確、可靠的

標準物質(zhì)定值。通常的做法是選用上一級標準物質(zhì)來標定，如用一級標物來校準二級標物，或采購在本行業(yè)有一定影響和資質(zhì)，實力較強的單位的產(chǎn)品來定值。由于一級標物數(shù)量、品種較少，價格昂貴，因此，在實際操作中，除為了獲證的需要，廣大標氣同行很少購買一級標物。由于標氣品種繁雜，凡是有一定儀器和經(jīng)驗的氣體生產(chǎn)單位和技術(shù)人員，基本上都采用自定的方法來校準自配的標氣，有些單位用重量法配制的標氣來定值自配的標氣，采用這種方法實際上沒有太大的價值。早在20世紀80年代，我國各大實驗室基本上都采用靜態(tài)容積法來配制標準氣體，這種方法用來標定某些氣體在今天仍有很大的意義。我們曾多次對CO，

CH，OH、丙烯腈、乙腈等組分標氣進行靜態(tài)容積法配制，效果不錯。同以往不同的是，在采用玻璃大球配氣時，對組分氣我們采用精密的注射法同差壓計相結(jié)合，而對平衡氣如：N2H2、Ar、He，我們則采用重量法，因為大球的體積多為5000 mL以上，因此采用高精密天平，可以大大降低稱量誤差。重量法、靜態(tài)容積法，具有操作簡便、安全可靠、數(shù)值準確的優(yōu)點，是一種十分值得推廣的定值

方法。

3結(jié)論

    通過廣大從業(yè)者的艱辛努力，中國標準氣體取得了長足的發(fā)展，但同發(fā)達國家相比，仍有一定的差距，這些問題，需要政府有關(guān)部門和廣大的科技工作者相互合作，共同解決。唯有如此，中國的標氣行業(yè)才能健康有序地發(fā)展。