孫彩虹,程繼增,龐玉娜,王金榮
(魯西化工集團(tuán)股份有限公司,山東聊城 252211)
有機(jī)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)原料中硫、氯雜質(zhì)含量過(guò)高可引發(fā)化工生產(chǎn)用催化劑中毒甚至失活[1–4],若采用濃硫酸干燥、洗滌,則產(chǎn)品不穩(wěn)定,容易分解[5–7]。
目前,有機(jī)化工產(chǎn)品中硫、氯的檢測(cè)多采用比濁法和燃燒–微庫(kù)侖法[8–9],這兩種方法均存在不足:比色法只能得到含量范圍,無(wú)法給出確切的含量數(shù)值;燃燒–微庫(kù)侖法只能檢測(cè)樣品中有機(jī)態(tài)硫的含量,無(wú)機(jī)態(tài)硫則無(wú)法檢測(cè)。針對(duì)以上情況,結(jié)合生產(chǎn)需要,筆者對(duì)比濁法進(jìn)行改進(jìn),以工業(yè)常用的甲醇和噻吩為例,將其灼燒使得有機(jī)態(tài)硫和氯轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)態(tài)硫酸根和氯離子,采用離子色譜儀檢測(cè),得到較好的檢測(cè)結(jié)果。
電子萬(wàn)用電爐:2 kW,北京市永光明醫(yī)療儀器廠;
馬弗爐:SX2–4–10 型,龍口市先科儀器公司;
離子色譜儀:PIC–10 型,青島普仁儀器有限公司;
電子天平:AL2O4 型,瑞士梅特勒–托利多集團(tuán);
甲醇、噻吩:工業(yè)級(jí);
Na2CO3,NaHCO3,NaCl,Na2SO4:分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。
色譜柱:SH–AC–1 型陰離子交換分離柱(200 mm×4.6 mm,青島盛瀚色譜技術(shù)有限公司);淋洗液:7.2 mmol/L Na2CO3–1.7 mmol/L NaHCO3溶液,流速為1.5 mL/min;進(jìn)樣體積:1 mL。
準(zhǔn)確稱取約2.0 g 試樣(精確至0.000 2 g),置于30 mL 瓷坩堝中,在電爐上炭化,然后放入高溫電爐中,在(700±25)℃灼燒0.5 h,取出,冷卻至室溫,用蒸餾水洗滌坩堝并轉(zhuǎn)移至200 mL 容量瓶中定容,采用離子色譜儀檢測(cè)其中SO42–,Cl–濃度,最終結(jié)果以硫、氯表示樣品中硫、氯含量。
淋洗液濃度、流速是影響檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性和分析效率的重要因素。淋洗液組成依據(jù)SH–AC–1 型陰離子交換分離柱性質(zhì),結(jié)合文獻(xiàn)[10–12]及生產(chǎn)廠家推薦,選用Na2CO3,NaHCO3混合溶液,并選擇了淋洗液濃度和流速的實(shí)驗(yàn)范圍。
控制淋洗液流速為1.5 mL/min,改變淋洗液濃度,對(duì)SO42–,Cl–標(biāo)準(zhǔn)溶液(SO42–,Cl–濃度均為1.00 mg/kg)檢測(cè)所需分析時(shí)間及實(shí)測(cè)值結(jié)果見表1。由表1 可知,在淋洗液流速為1.5 mL/min 時(shí),單因素增大淋洗液濃度可縮短SO42–,Cl–的保留時(shí)間,提高分析效率,但淋洗液濃度過(guò)大會(huì)降低分析靈敏度,綜合考慮選擇淋洗液濃度為7.2 mmol/L Na2CO3–1.7 mmol/L NaHCO3。
表1 單因素改變淋洗液濃度試驗(yàn)結(jié)果
控制 淋洗液濃度為7.2 mmol/L Na2CO3–1.7 mmol/L NaHCO3,淋洗液流速分別選擇1.0,1.5,2.0 mL/min,試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),增大淋洗液流速可縮短分析時(shí)間,但導(dǎo)致可檢測(cè)的SO42–,Cl–,NO3–,NO2–等離子分離度降低,流速為2.0 mL/min 時(shí),SO42–和NO3–無(wú)法完全分離,綜合考慮選擇流速為1.5 mL/min。
圖1、圖2 分別是在1.2 色譜條件下所得甲醇、噻吩樣品中硫、氯的離子色譜圖。
圖1 甲醇中硫、氯含量測(cè)定離子色譜圖
圖2 噻吩中硫、氯含量測(cè)定離子色譜圖
由圖1、圖2 可知,在1.2 色譜條件下可實(shí)現(xiàn)甲醇、噻吩中SO42–和Cl–的有效分離,并可同時(shí)檢測(cè)樣品中可能含有的NO3–,NO2–等離子。
準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的甲醇和噻吩,按照1.3 實(shí)驗(yàn)方法制備樣品溶液,采用離子色譜法重復(fù)檢測(cè)6次,分析結(jié)果見表2 和表3。由表2 和表3 可知,甲醇中硫、氯平均含量分別為2.51,15.41 mg/kg,測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為1.26%,1.04%;噻吩中硫、氯平均含量分別為30.74,9.82 mg/kg,測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為1.06%,1.19%,表明該方法測(cè)量精密度良好。
表2 甲醇中硫、氯含量測(cè)定結(jié)果
表3 噻吩中硫、氯含量測(cè)定結(jié)果
分別準(zhǔn)確移取甲醇和噻吩樣品溶液20 mL,各取6 份,依次加入不同體積的1.00×10–4g/L Na2SO4(以S 計(jì))和NaCl(以Cl 計(jì))標(biāo)準(zhǔn)溶液,于200 mL 容量瓶中定容,按照1.3 方法檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果見表4、表5。由表4、表5 可知,甲醇和噻吩中硫、氯含量加標(biāo)回收率為99.2%~101.2%,表明本方法準(zhǔn)確度較高。
表4 甲醇中硫、氯加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果
表5 噻吩中硫、氯加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果
離子色譜法檢測(cè)甲醇、噻吩中硫、氯含量,操作簡(jiǎn)便,準(zhǔn)確度高,重復(fù)性好,實(shí)用性較強(qiáng)。
[1] 肖天存,安立敦.負(fù)載型鈀催化劑硫中毒機(jī)理—模型催化劑的評(píng)價(jià)及表征[J].分子催化,1990,4(4): 263–270.
[2] 梁麗彤.改性氧化鋁基高濃度羰基硫水解催化劑研究[D].太原:太原理工大學(xué)碩士學(xué)位論文,2005.
[3] 董榮亮.重整催化劑硫中毒的工業(yè)再生處理[J].工業(yè)催化,2004,12(6): 17–19.
[4] 劉金堯,夏云菊,袁偉,等.銠膦絡(luò)合催化劑失活機(jī)理研究[J].分子催化,1987(2): 005.
[5] 顏廷昭,白云平.甲醇生產(chǎn)工藝進(jìn)展[J].石化技術(shù)與應(yīng)用,2000,18(2): 108–111.
[6] 張曉霞.淺析我國(guó)甲醇生產(chǎn)現(xiàn)狀及甲醇汽油應(yīng)用前景[J].石油化工應(yīng)用,2006,25(4): 4–5.
[7] 李洪國(guó),張洪林.噻吩生產(chǎn)及市場(chǎng)應(yīng)用[J].化工中間體,2005(4): 14–16.
[8] GB/T 2093–2011 工業(yè)用甲酸[S].
[9] GB/T 23672–2009 2-乙基蒽醌[S].
[10] 張明星,李華昌,于力,等.離子色譜法測(cè)定選礦廢水中4 種陰離子[J].理化檢驗(yàn):化學(xué)分冊(cè),2011,47(1): 44–46.
[11] 袁國(guó)新.離子色譜法測(cè)定自來(lái)水中四種陰離子[J].環(huán)境科學(xué)與管理,2012,37(B12): 102–104.
[12] 劉慶.食品中氯化鈉含量的測(cè)定(離子色譜法)[J].生命科學(xué)儀器,2012,10(6): 36–38.