乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液尾氣檢驗

盧玉喬，石顯偉

（廣西廣維化工有限責(zé)任公司，廣西 河池 546307）

乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液（簡稱VAE 乳液），是以乙酸乙烯酯和乙烯為基本原料，在催化劑作用下，中壓共聚反應(yīng)而成的一種水基性高分子乳液產(chǎn)品。共聚反應(yīng)結(jié)束后需排放反應(yīng)后的尾氣，尾氣主要成分為乙烯和醋酸乙烯，此尾氣通常采用高空燃燒排放處理，但采用此處理方法不環(huán)保、不經(jīng)濟(jì)。若把尾氣中各組分含量快速準(zhǔn)確地提供給工藝工序，就可為回收尾氣的技術(shù)改造工作及以后的裝置操作運行提供科學(xué)的依據(jù)。

乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的尾氣主要成分是乙酸乙烯酯和乙烯，用裝有HPALM 色譜柱的氣相色譜儀可以分析出乙烯及烴類雜質(zhì)，但此方法乙酸乙烯酯未出峰，不能檢測出其含量。若用裝有HP-INNOWar 色譜柱的氣相色譜儀可以分析乙酸乙烯酯和乙烯含量，但HP-INNOWar色譜柱一般情況下用于分析有機類溶劑，這些有機類溶劑多數(shù)是液體，在氣相色譜儀安裝時一般不配置氣體定量管，若用微量進(jìn)樣器取氣體樣，因取樣量太少，注入色譜后，因峰面積太少，分析誤差大而不被采用。現(xiàn)用500 μL 氣密進(jìn)樣器代替微量進(jìn)樣器后，取樣量多峰面積大，分析準(zhǔn)確度高，重復(fù)性好，同時方便快捷。

1 實驗部分

1.1 主要儀器及試劑

6820GC 氣相色譜儀，F(xiàn)ID 檢測器，Cerity NDS化學(xué)工作站。

乙烯標(biāo)準(zhǔn)混合氣，乙酸乙烯酯化學(xué)純試劑。

1.2 實驗條件

色譜分析條件：進(jìn)樣口：分流/不分流進(jìn)樣 口，溫 度200 ℃，分 流 比 為20∶1；柱 流 量0.5 1.0 mL·min-1，色 譜 柱HP-INNOWar，規(guī) 格30m×319mm×0.50μm；升溫程序：起始溫度40℃，保留3min，然后以5 ℃·min-1速率升至100 ℃，保 留1min；檢測器FID，200 ℃，氫氣流量30 40 mL·min-1，空氣流量300 400 mL·min-1，輔助氣流量（尾吹）30 mL·min-1。

1.3 實驗步驟

1.3.1 定性分析

在氣體采樣袋出氣口處接上塑料膠管，用塑料膠管對接鋼瓶出口，把乙烯混合氣體的鋼瓶閥門打開，采樣袋滿后用止水夾夾住塑料膠管，隨后關(guān)緊鋼瓶閥門，用氣密進(jìn)樣器針口插入塑料膠管內(nèi)，用手按下氣體采樣袋反復(fù)置換氣密進(jìn)樣器后，取300μL氣樣，注入上述條件的氣相色譜儀中，做乙烯定性分析。

用微量進(jìn)樣器取1μL 乙酸乙烯酯化學(xué)純試劑注入上述條件的氣相色譜儀中，做乙酸乙烯酯定性分析。

1.3.2 定量分析

1) 從現(xiàn)場取樣后，迅速將氣密進(jìn)樣器針口插入塑料膠管內(nèi)，用手按下氣體采樣袋反復(fù)置換氣密進(jìn)樣器后，取300μL 氣樣，注入上述條件的氣相色譜儀中，用歸一分析法得出混合氣體組分含量，不同時段取了3 個氣樣，分析結(jié)果見表1。

表1 分析結(jié)果比對表

2) 若要保證分析的準(zhǔn)確度，還需要另外分析乙烯含量。色譜分析條件如下：

進(jìn)樣口：分流/不分流進(jìn)樣口，175℃，分流比為28∶1；進(jìn)樣閥：六通氣體進(jìn)樣閥；定量管體積0.25mL；柱流量：氮氣，流速為6 mL·min-1；色譜柱HP-AL/M；規(guī)格50m×15mm×0.53μm；升溫程序：起始溫度50℃，保留1min，然后以10℃·min-1速率升至90℃，再以20℃·min-1速率升至190℃，保留1min；檢測器FID，260℃；氫氣流量30 40 mL·min-1；空氣流量400 mL·min-1；輔助氣流量（尾吹）22mL·min-1。

按上述色譜條件用乙烯混合標(biāo)氣進(jìn)行定性分析，定性結(jié)束后，用乙烯混合氣體注入色譜中，平行2 3 次，用外標(biāo)法建立乙烯含量工作曲線。用現(xiàn)場取得的氣樣注入上述條件的色譜中分析，得出乙烯及烴類雜質(zhì)。不同時段取3 個氣樣，分析結(jié)果見分析結(jié)果比對表（表1）。

2 方法討論

1) 從現(xiàn)場取得的氣樣，因溫度較高，乙酸乙烯酯還保留在氣體狀態(tài)，若氣樣冷卻后，乙酸乙烯酯變成液體，此時用氣密進(jìn)樣器取樣注入色譜分析，分析結(jié)果因未取到乙酸乙烯酯從而造成乙烯含量偏高。用此方法分析時必須在乙酸乙烯酯未冷凝成液體前快速進(jìn)行，因此分析此尾氣，2 臺色譜應(yīng)同時進(jìn)樣，不宜做平行樣。

2) 在色譜分析中用歸一法定量分析，前提是樣品中所有組分都出峰，上述方法無法論證所有組分都能出峰，這樣準(zhǔn)確度就難以保證。要保證分析的準(zhǔn)確度，需要另外把乙烯含量準(zhǔn)確分析出來，與氣密進(jìn)樣器取樣方法進(jìn)行比對，若乙烯含量相差太大，說明氣密進(jìn)樣器進(jìn)樣的分析結(jié)果不可信，應(yīng)重新到現(xiàn)場取樣分析。

3 結(jié)論

在沒有氣體定量管裝置的氣相色譜儀中，用氣密進(jìn)樣器代替微量進(jìn)樣器在氣相色譜中對氣態(tài)樣品分析，方法方便快捷，分析準(zhǔn)確度可以滿足生產(chǎn)調(diào)整要求。對VAE 乳液生產(chǎn)產(chǎn)生的尾氣組分進(jìn)行檢測，根據(jù)檢測后的數(shù)據(jù)對尾氣進(jìn)行技改，把尾氣收集后經(jīng)工藝處理再投入生產(chǎn)使用。此項技改現(xiàn)已正常使用，降低生產(chǎn)成本的同時降低了對環(huán)境的污染。

[1] 劉珍.化學(xué)分析(第4 版)[M].北京：北京化工大學(xué)出版社，2003.