氣相色譜法測定工業(yè)甲醇中ぱ躉物組分分析

摘 要：本文將從工業(yè)甲醇概況出發(fā)，對氣相色譜法測定工業(yè)甲醇里的氧化物組分進行分析與探究，希望為相關(guān)人員提供一些幫助和建議。

關(guān)鍵詞：氧化物；工業(yè)甲醇；氣相色譜法

一、 引言

氣相色譜法主要是一種色層分離的、把氣體當成流動相的分析方式，流動相把汽化試樣帶到色譜柱里，試樣組分與色譜柱固定相具有不同作用力，色譜柱在不同時間流出不同組分，使組分表現(xiàn)出彼此分離的狀態(tài)，通過相應(yīng)記錄、鑒別系統(tǒng)，對色譜柱流出不同組分的濃度、時間色譜圖進行繪制，按照色譜圖里顯示的順序、出峰時間能夠定性分析化合物，按照峰的面積大小、高低狀況能夠定量分析化合物，利用其測定工業(yè)甲醇中氧化物組分具有一定的現(xiàn)實意義。

二、 工業(yè)甲醇概況

一般來講，常溫下工業(yè)甲醇為一種易燃燒、氣味刺激性大、易揮發(fā)、透明、無色等特點的有毒液體。它有著非常廣泛的用途，不但能夠當成大量有機物的溶劑，還能夠用到合成蛋白質(zhì)、染料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、塑料、甲醛、合成纖維這類工業(yè)生產(chǎn)之中，屬于有機化工原料。工業(yè)甲醇具有非?；顫姷幕瘜W(xué)性質(zhì)，可以進行羰基化、酯化、氧化等多種類型化學(xué)反應(yīng)，而且沒有酸性，雖然它的分子組成可以當成堿性羥基，但是也不會表現(xiàn)出堿性，針對石蕊、酚酞表現(xiàn)出中性的特點。

工業(yè)甲醇使用的是英國ICI公司特有的專利，將乙炔尾氣當作基本原料，通過銅基觸煤，經(jīng)過造氣—脫碳—合成—精餾這一工序進行制作，其性能標準應(yīng)滿足GB338-92的有關(guān)標準。工業(yè)甲醇、柴油、汽油還有一些其他種類物質(zhì)經(jīng)過混合，能夠變成用途不同的民用、工業(yè)用染料，而且混合汽油、工業(yè)甲醇以后能夠用于運輸業(yè)中車輛的燃料。在包裝方面，工業(yè)甲醇需要使用鐵質(zhì)的桶、船、槽車等進行包裝，并確保其清潔性與干燥性，不定期對其進行干燥與清洗。工業(yè)甲醇需要存放在低溫、通風、干燥的危險品倉庫，防止被日光直接照射，和火種、水蒸氣、二氧化碳、絕熱緣進行直接隔離，存放的溫度需要在30攝氏度以下，存放的時間為六個月。鐵桶、船、槽車裝運工業(yè)甲醇的時候需要把膠皮墊添加于螺絲口，確保其密封并防止出現(xiàn)漏損現(xiàn)象，運輸?shù)墓ぞ哌€應(yīng)配備相應(yīng)接地的設(shè)施。由于工業(yè)甲醇的氣體、液體都有極大的毒性，因此需要防止人們吸入工業(yè)甲醇蒸氣或是皮膚直接接觸，若不慎有工業(yè)甲醇接觸到眼睛、皮膚時，需要及時使用清水進行沖洗。開展工業(yè)甲醇各項作業(yè)的工作地點都需要配備防護眼鏡、橡皮手套、防毒面具以備不時之需，并且要將劇毒、易燃等危險標識標注在容器上面。

三、 氣相色譜法測定工業(yè)甲醇里的氧化物組分

（一） 氣相色譜法

1. 氣相色譜法概況

在色譜法中，氣相色譜法是其中一種，簡稱為GC。在色譜法里包含固定相、流動相這兩個相，若把液體當成流動相，則稱之為液相色譜，若把氣體當成流動相，則稱之為氣相色譜。氣相色譜法根據(jù)不同的固定相選取能夠分成兩類，若固定相使用的是固體吸附劑，則稱之為氣固色譜，若固定相使用的是涂抹固定液的單體，則稱之為氣液色譜。從分離色譜的原理來看，氣相色譜法主要包括分配色譜、吸附色譜這兩種，氣固色譜將吸附劑當成固定相，是吸附色譜，而氣液色譜則屬于分配色譜。從操作的形勢來看，氣相色譜是柱色譜的一種，按照色譜柱不同的粗細，能夠?qū)⑵浞殖擅毠苤?、填充柱這兩種。填充柱把固定相裝到金屬管、玻璃管的里面，管應(yīng)具有2毫米至6毫米的內(nèi)徑。毛細管柱包括填充型毛細管柱與空心型毛細管柱，空心型毛細管柱在內(nèi)徑為0.1毫米至0.5毫米的金屬、玻璃毛細管內(nèi)壁之上直接涂抹固定液，填充型毛細管柱屬于近些年剛出現(xiàn)的一種類型，主要是在厚壁玻璃管里裝進一些多孔性的固體顆粒，隨后加熱并拉制為毛細管，通常其內(nèi)徑是0.25毫米至0.5毫米。具體工作的過程中，使用的氣相色譜法主要為氣液色譜。

2. 氣相色譜法原理

氣相色譜系統(tǒng)主要包括流動相、固定相、吸附劑，在管柱一端添加將要分析與分離的樣品，因為針對樣品的不同組分，固定相具有不同的溶解、吸附等能力，也就是對于流動相、固定相、不同組分在分配系數(shù)上存在一定差異，所以組分在流動相、固定相兩者間多次、反復(fù)地分配與移動的時候，不同組分會順著管柱產(chǎn)生不同的運動速度，若組分的分配系數(shù)不大，則固定相滯留組分的時間就會很短，可以在色譜柱末端快速流出。根據(jù)流出組分的濃度、進樣時間這兩個數(shù)據(jù)進行作圖，獲得的圖形就是色譜圖。固定相在色譜柱里的存放方法主要有兩類，一類是將顆粒狀的吸附劑或是涂抹固定液的固體顆粒裝到柱內(nèi)，另一類是對毛細管柱內(nèi)壁進行化學(xué)交聯(lián)、涂抹固定液，前者是填充式的色譜柱，后者是毛細管式的色譜柱。

（二） 氣相色譜法測定工業(yè)甲醇中氧化物的主要策略

1. 研究背景

某公司工業(yè)甲醇制烯烴設(shè)備在我國是第一個建成和試車生產(chǎn)的工業(yè)甲醇制烯烴設(shè)備。在工業(yè)甲醇制烯烴的不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)之中，產(chǎn)品具有十分繁瑣的組分。按照工業(yè)中煤制甲醇的有關(guān)工藝，在進行生產(chǎn)時經(jīng)常會有很多含氧化合物、烴類，并包含酮類化合物、酯、醇、高級烯烴、高級烷烴等。若定量分析或者定性分析工業(yè)甲醇里含有的不同種類含氧化合物、烷烴，既能夠?qū)ιa(chǎn)出的甲醇性質(zhì)、組成進行充分了解，對反應(yīng)條件進行優(yōu)化和改善，使出現(xiàn)的副產(chǎn)物更少，還能夠引導(dǎo)化工深加工，更好地使用工業(yè)高級醇酯這一原料。相關(guān)統(tǒng)計顯示，當前研究存在于工業(yè)甲醇里醇酯組分的有關(guān)測定方式，通常為測定酒類和其他食品的醇組分，這種測定的方式在很大程度上由于產(chǎn)物來源的局限性，無法對分析甲醇氧化物的工作進行適用，而且研究高級醇酯組分的有關(guān)分析方式非常少。在這一背景下，該公司按照工業(yè)甲醇的組分特性，對離子檢測器、液體進樣器、氣相色譜儀進行了使用，對流路進行分析與配置，經(jīng)過參數(shù)與方法的優(yōu)化，對分析方法進行建立，有效定量分析了幾十種類型工業(yè)甲醇里的氧化物組分。氣相色譜法靈敏度高、重復(fù)性好、精準性高、便于操作，有利于快速測定工業(yè)甲醇里的氧化物組分。

2. 測定方法

本次測試主要使用的儀器是氣相色譜儀，并對進樣器進行了配置，毛細管色譜柱是主要的色譜柱，聚乙二醇是主要的固定相，離子檢測器是主要的檢測器。借助質(zhì)譜定性來明確工業(yè)甲醇里的氧化物類型，甲醇作溶劑色譜純的純度應(yīng)超過99.99%，其他試劑色譜純的純度應(yīng)超過99.50%。在制備標準的樣品時，本次測試溶劑使用的是甲醇，把測試所需試劑與色譜純甲醇放到0攝氏度至5攝氏度的低溫條件下當作備用，采取稱量法對標準的溶液進行配置。在選擇實際的樣品時，應(yīng)根據(jù)相關(guān)測試標準在生產(chǎn)管線、樣品儲罐里進行采樣工作，從而使樣品的采集具有較好的代表性，利用科學(xué)、合理的步驟盡可能使損失的脂類分析樣品減少。

3. 色譜分析與質(zhì)譜定性

以質(zhì)譜-色譜的全模式掃描為基礎(chǔ)，定性分析該公司在煤制甲醇時的副產(chǎn)物為甲醇，具體的質(zhì)譜條件是：離子源應(yīng)達到200攝氏度的溫度，EI電子能量應(yīng)達到70eV，四級桿應(yīng)達到200攝氏度的溫度，傳輸線應(yīng)達到250攝氏度的溫度。使用氣相色譜法能夠?qū)I(yè)甲醇里的組分含量進行精準測定，通過適合的色譜條件、色譜柱選取，以及適當?shù)碾x子檢測器的運用，能夠?qū)⒉煌M分全面分離，做到定量的精確與準確，借助外標法還能對該化合物含量進行獲取。經(jīng)過一系列考察，對色譜分析最適合的條件進行了明確，氣化室應(yīng)具有100攝氏度的溫度，分流比應(yīng)為40比1，檢測器應(yīng)具有250攝氏度的溫度，色譜柱應(yīng)具有50攝氏度的初始溫度并保持10分鐘，升溫的速率應(yīng)達到每分鐘20攝氏度，柱應(yīng)具有220攝氏度的終溫，載氣氮氣應(yīng)具有每分鐘6.5毫升的流速。對于各種儀器應(yīng)經(jīng)過大量測試對操作色譜最好的條件進行確定并選取，實現(xiàn)不同分峰的完全分離，或是對分析效果相似或更好的色譜條件進行選取。

測試的主要過程是按照質(zhì)譜條件定性測試樣品的組分，主要的目標組分是定型化合物，對標準的溶液進行配制，根據(jù)色譜分析的條件開展氣相色譜有關(guān)的分離測試，并對測定工業(yè)甲醇里的氧化物組分方式進行構(gòu)建。

4. 測試結(jié)果

根據(jù)色譜分離的有關(guān)條件來測試標準樣品，獲得不同組分的保留時間、出峰順序并進行統(tǒng)計。從統(tǒng)計結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，在溶劑是甲醇的情況下，工業(yè)甲醇里的氧化物都獲得全面分離，而且分離程度非常高。要想對測試的條件進行改善與優(yōu)化，需要把不同組分峰面積當成縱坐標、把相關(guān)質(zhì)量百分數(shù)當成橫坐標對標準曲線進行建立，各組分標準曲線都是可以過零點并且和質(zhì)量相對應(yīng)的百分數(shù)直線，不同組分應(yīng)具有超過0.99的線性范圍。因標準的溶液里有非常繁瑣的化合物組分，且各類化合物的官能團、化學(xué)結(jié)構(gòu)各具特點，因此在離子檢測器上它們具備不同檢出限，檢出的范圍是每千克0.5毫克至每千克30毫克。

5. 精密度

在進行加標回收率的測試時，實際樣品是該公司的工業(yè)甲醇，加標物質(zhì)是具有代表性的冰乙酸、正丙醇、正辛烷、乙酸甲酯等，將高濃度、中濃度、低濃度等不同水平加標物質(zhì)添加到工業(yè)甲醇里面，要求混合工業(yè)甲醇與加標物質(zhì)以后溶液具有100克的總質(zhì)量，各個濃度水平進行八次平行測定，通過計算可得到相應(yīng)精密度與加標回收率。從計算結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)，加標回收測試中冰乙酸、正丙醇、正辛烷、乙酸甲酯的加標回收率都處于97%至99%之間，精密度比2%要小，符合規(guī)定的95%至105%加標回收率與低于3%精密度的測定要求。

在完成以上測試步驟之后，還需要測試實際的雜醇油樣品。借助氣相色譜法，開展該公司雜醇油的有關(guān)樣品測試，對于不同樣品開展八次平行測試，通過計算可得到相應(yīng)精密度、平行測定數(shù)據(jù)的結(jié)果。從計算結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)，雜醇油樣品組分具有2.6%的精密度，滿足該公司低于3%精密度的要求，因此氣相色譜法能夠定量檢測煤制甲醇里的含氧化合物。經(jīng)過以上測試不難發(fā)現(xiàn)，把該公司的工業(yè)甲醇、雜醇油當成試驗樣品，采取氣相色譜法，優(yōu)化方法參數(shù)與色譜柱的選取，定量、定性分析了工業(yè)甲醇里的多種含氧化合物，又利用精密度測試、加標回收測試，證明此方法滿足測定要求。

四、 結(jié)語

總而言之，借助氣相色譜法進行工業(yè)甲醇里的氧化物組分測定具有十分重要的意義。相關(guān)人員應(yīng)對工業(yè)甲醇概況有一個全面的認識，根據(jù)自身實際情況明確測定方法，進行色譜分析與質(zhì)譜定性，從而獲得所需的測試結(jié)果，讓自身生產(chǎn)出的工業(yè)甲醇全面符合相關(guān)標準。

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作者簡介：

閆輝，寧夏回族自治區(qū)銀川市，寧夏工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院。