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氣相色譜法測定丙烯氧化生產丙烯酸尾氣中丙烯醛、乙酸、丙烯酸含量

作者:宋檢 時間:2022-10-18 來源:互聯網

丙烯氧化法生產丙烯酸的廢氣多采用催化焚燒法進行無害化處理,經焚燒爐焚燒后,廢酸在近1000℃的高溫下轉變成二氧化碳和水蒸氣排入大氣中[1]。如果廢氣中有機物質含量過高,則說明生產工藝不完善,另外還會導致廢氣焚燒不徹底,從而造成大氣污染。測定廢氣中有機物質含量對控制生產工藝、減輕或消除大氣污染有很大幫助。筆者用純水直接吸收采樣,選用FFAP毛細管色譜柱,FID檢測器,以外標法對廢氣吸收液進行定量[2],建立了氣相色譜法測定丙烯氧化生產丙烯酸尾氣中丙烯醛、乙酸、丙烯酸含量的方法,該方法未見報道。


1實驗部分

1.1主要儀器與試劑

氣相色譜儀:Agilent7820A型,安捷倫科技(中國)有限公司;色譜工作站:EZChromEliteCompact型,安捷倫科技(中國)有限公司;流量計:DC–1C–M型,量程為0~105L,精度為0.005L,附溫度計(精度為0.1℃),日本品川Shinagawa公司;電子天平:ML204型,梅特勒–托利多儀器(上海)有限公司;微量進樣針:1μL;氣體吸收管:150mL;丙烯酸、冰乙酸、丙烯醛:分析純;氫氣、氮氣:純度均不小于99.999%,經分子篩和硅膠凈化;空氣:經分子篩和硅膠凈化;實驗用水為去離子水。


1.2色譜條件

色譜柱:FFAP(30m×0.53mm,1μm);檢測器:FID;檢測器溫度:220℃;氣化溫度:200℃;程序升溫:120℃保持2min,以20℃/min的速率升至180℃,保持5min;載氣:氮氣,流量為30mL/min;進樣量:0.3μL;進樣方式:分流進樣,分流比為1∶10。


1.3實驗方法

將1只裝有50mL純水的吸收瓶接入氣體流量計,采集尾氣100L,將吸收液轉入100mL容量瓶中,用純水定容至標線,同時記下采樣溫度,以氣相色譜法分析,用外標法對樣品中的丙烯酸、乙酸、丙烯醛進行定量。


2結果與討論

2.1色譜分析條件

為了縮短分離時間,本實驗采用FFAP毛細管色譜柱。在其它實驗條件不變的情況下,分別改變載氣流速和柱溫進行試驗,結果發現,當載氣流速為30mL/min,柱溫采用程序升溫(如1.2色譜條件)時,色譜峰型理想。采用Agilent7820A型氣相色譜儀說明書中推薦參數,*佳燃氣及助燃氣流速分別為30,400mL/min。


2.2色譜圖

在1.2色譜條件下,丙烯酸、乙酸、丙烯醛標準溶液和尾氣樣品的色譜圖分別見圖1和圖2。

2.3精密度試驗

取2份廢氣樣品,重復測定廢氣吸收液中丙烯酸、乙酸、丙烯醛含量5次,測定結果列于表1。由表1可知,測定結果的相對標準偏差為0.97%~2.63%,說明該方法精密度較高。

2.4檢出限

對混合標準溶液進行5次重復進樣,測得丙烯酸、乙酸、丙烯醛的峰面積結果列于表2。根據檢出限計算公式[3]D=2N/S(N為噪聲信號,S為檢測器靈敏度),計算得到3種被測組分檢出限分別為0.025,0.033,0.031mg/m3,低于文獻[4]中的數值,說明該方法具有較高靈敏度。

2.5加標回收試驗[5]

采用標準加入法[6],在廢氣吸收液中加入一定量的丙烯酸、乙酸、丙烯醛進行測定,測定結果列于表3。由表3可知,該方法的加標回收率為98.29%~103.60%,表明方法準確度較高。

3結語

采用直接吸收法吸收丙烯氧化生產丙烯酸產生廢氣中的丙烯酸、乙酸、丙烯醛,用氣相色譜進行檢測,外標法定量,該方法具有靈敏度高、簡便、準確的特點,能滿足分析檢測的要求。

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