丁二醇裝置薄膜蒸發(fā)器底部物料中BDO含量的色譜分析

王愛城

摘 要 丁二醇裝置精制工段薄膜蒸發(fā)器（E8406）底部物料，其主要成分是焦油和鹽、還含有部分BDO和輕組分，具有較高的黏度，公司目前還沒有成熟的方法能夠準(zhǔn)確分析其中BDO含量。本文探討選用合適的溶劑把E8406底部物料完全溶解后，在安捷倫氣相色譜儀7890A上建立相應(yīng)的方法，然后色譜分析溶解物料樣品中BDO含量，從而準(zhǔn)確得到E8406底部物料中BDO的含量。

關(guān)鍵詞 丁二醇裝置;E8406底部物料;溶劑;BDO含量;色譜分析

前言

丁二醇裝置精制工段中濃縮的BDO被送入鹽塔中，在鹽塔中低沸雜質(zhì)、水以及BDO在塔頂進(jìn)行蒸餾，高沸雜質(zhì)以及一些BDO作為底部產(chǎn)品被脫除并送入薄膜蒸發(fā)器中（E8406），在其中頂部蒸發(fā)掉的BDO產(chǎn)品后返鹽塔。薄膜蒸發(fā)器底部的物料，其主要成分是焦油和鹽、還含有部分BDO和輕組分。由于E8406底部物料具有較高的黏度，目前還沒有成熟的方法能夠準(zhǔn)確分析其中BDO含量。本文探討選用用合適的溶劑把E8406底部物料完全溶解后，在安捷倫氣相色譜儀7890A上建立相應(yīng)的方法，然后色譜分析溶解物料中BDO含量，從而得到E8406底部物料中BDO的準(zhǔn)確含量，以便于指導(dǎo)工藝生產(chǎn)。

1溶劑的選擇

選擇對比試驗(yàn)溶劑：甲醇（MET）：分析純;四氫呋喃（THF）：分析純。甲醇和四氫呋喃都是常見的有機(jī)樣品溶劑，我們以這兩種試劑作為溶劑做E8406底部物料溶解實(shí)驗(yàn)：稱取等質(zhì)量的物料樣品于100mL容量瓶中，加入相應(yīng)溶劑后不停搖動(dòng)震蕩，10分鐘后計(jì)算物料樣品的溶解率，選擇其中溶解性強(qiáng)的物質(zhì)作為分析E8406底部物料中BDO含量色譜分析方法的溶劑。 物料樣品溶解實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1、表2。

由E8406底部物料溶解實(shí)驗(yàn)表1、表2對比可以得出看出：甲醇作為溶劑時(shí)，物料被稀釋3倍時(shí)即可以被完全溶解;四氫呋喃作為溶劑時(shí)，物料被稀釋到100倍時(shí)只有35%被溶解。由此可以得出結(jié)論：甲醇與四氫呋喃相比較，甲醇溶解E8406底部物料的能力遠(yuǎn)比四氫呋喃強(qiáng)，選擇甲醇作為溶劑，建立色譜分析方法分析E8406底部物料中BDO含量更為適合[1]。

2方法的建立

2.1 方法原理

使用安捷倫氣相色譜儀7890A，氫火焰做檢測器，外標(biāo)法定量。

2.2 自動(dòng)進(jìn)樣器設(shè)置

進(jìn)樣前后超純水洗針6次，樣品清洗和抽洗次數(shù)6次，進(jìn)樣量1uL。

2.3 進(jìn)樣口設(shè)置

溫度：265℃，N2作為載氣，分流比為30比1，隔墊吹掃：3mL/min，總流量：111.5mL/min。

2.4 色譜柱

選擇*****作為分離柱，柱流量3.5 mL/min。

2.5 柱箱程序升溫設(shè)置

初始溫度應(yīng)略高于甲醇沸點(diǎn)（64.7℃）設(shè)為80℃;通過程序升溫可以減少分析時(shí)間并使組分峰變窄;考慮到E8406底部的物料樣品中高沸點(diǎn)組分較多，故將階升2中保持時(shí)間延長至15分鐘，以確保在分析溶解樣品時(shí)所有組分都被分離出來，這樣可以保護(hù)色譜柱;程序升溫具體設(shè)定參數(shù)見表3。

2.6 檢測器設(shè)置

溫度：280℃，H2流量：30 mL/min，空氣流量：300mL/min，尾吹流量：25mL/min。

2.7 所配制標(biāo)液各組分的稱樣量以及標(biāo)液組分質(zhì)量濃度見表4。

使用器具：電子天平：梅特勒-托利多AL204，實(shí)際分度值（d）：0.0001g;

容量瓶：100mL，5個(gè)。

對每組標(biāo)液在安捷倫氣相色譜儀7890A儀上進(jìn)樣3次，獲得每組標(biāo)液的色譜圖，調(diào)整好積分參數(shù)，讓每個(gè)組分的色譜峰都能夠獲得良好積分，分別將4組標(biāo)液的組分濃度和色譜圖（峰面積）代入校正表，制作BDO含量校正曲線，計(jì)算其回歸方程和相關(guān)系數(shù)（見表5）。

由圖1可以知道，標(biāo)樣中BDO與甲醇（MET）的色譜峰能夠完全分離，分離度R>1.5;由圖2可以知道，建立好的方法分析甲醇溶解E8406底部物料樣品色譜峰組分BDO、甲醇、未知雜質(zhì)的色譜分離效果良好。

查《檢驗(yàn)相關(guān)系數(shù)的臨界值表》：在置信度99.9%，自由度?=n-2=5-2=3時(shí)，r99.9，3=0.9912，r（相關(guān)系數(shù)）>rp.?，表明BDO峰面積和BDO含量之間存在很好的線性關(guān)系[2]。

3樣品處理、色譜分析和數(shù)據(jù)處理

3.1 E8406底部物料樣品處理與色譜分析

使用器具：電子天平：JJ1000型電子天平，實(shí)際分度值（d）：0.01g;

容量瓶：100mL，3個(gè)。

做三平行測定，使用電子天平分別稱量2.00gE8406底部物料樣品于3個(gè)100mL容量瓶中，再向3個(gè)容量瓶中分別加入甲醇18.00g，塞好瓶塞，不停搖動(dòng)容量瓶，直到樣品被完全溶解。將溶解后的平行樣品分別倒入3個(gè)安捷倫進(jìn)樣色譜瓶，放在安捷倫氣相色譜儀7890A自動(dòng)進(jìn)樣盤上，調(diào)用已經(jīng)建立好的分析方法，進(jìn)樣分析溶解樣品中BDO含量。注意如果取回的E8406底部物料樣品已經(jīng)冷卻變硬，那就需要將樣品放入80℃烘箱中烘烤，直到樣品完全熔化后才能夠進(jìn)行稱量和分析。

3.2 分析數(shù)據(jù)處理

質(zhì)量稀釋倍數(shù)=（所稱樣品質(zhì)量（g）+甲醇加入質(zhì)量（g）/所稱樣品質(zhì)量（g）

E8406底部物料BDO含量（%）=溶解物料BDO含量分析結(jié)果（%）×10（質(zhì)量稀釋倍數(shù)），分析數(shù)據(jù)見表6的匯總。

根據(jù)表六的分析結(jié)果使用Q檢驗(yàn)法檢驗(yàn)數(shù)據(jù)可疑值：將E8406底部物料BDO含量分析結(jié)果按遞增順序排列：32.04，32.07，32.11;R（極差）=Rmax-Rmin=32.11-32.04=0.07;經(jīng)過計(jì)算Q表（測定3次數(shù)和要求的置信水平（90%）查表Q表=0.94），平行測定的三個(gè)樣品試驗(yàn)結(jié)果沒有可疑值，都應(yīng)保留[3]。

計(jì)算E8406底部物料BDO含量平均值（%）為32.07（結(jié)果保留4位有效數(shù)字），計(jì)算試驗(yàn)數(shù)據(jù)相對極差為0.22%。

4結(jié)束語

本文所建立分析BDO含量方法的相關(guān)系數(shù)為0.99994，表明BDO峰面積和BDO含量之間存在很好的線性關(guān)系，該方法為公司分析E8406底部高粘度物料中的BDO含量提供了一種準(zhǔn)確度較高的分析方法。該方法分析E8406底部物料中BDO含量必須要做樣品處理，使用甲醇將高黏度樣品完全溶解后才能夠在安捷倫氣相色譜儀7890A上分析。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉珍.化驗(yàn)員讀本.上冊，化學(xué)分析[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1983：51.

[2] 于世林，杜振霞.化驗(yàn)員讀本（下）——儀器分析（第5版）[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2010：205.

[3] 佚名.大丁二醇裝置工藝描述[ED/OL]. https：//wenku.baidu.com/view/12cbb519ad02de80d4d840cf.html，2014-04-27.