如何快速有效區(qū)分甲醇色譜峰和碳四色譜峰

宋國瑞

摘要：本試驗(yàn)采用氣相色譜法分析甲基叔丁基醚（MTBE ）的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。試驗(yàn)按照美國材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)的朋ASTM D5441《用氣相色譜分析法分析甲基叔丁基醚（MTBE）的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》進(jìn)行，并根據(jù)試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行可行性對(duì)比和深入研究，考證結(jié)果的準(zhǔn)確性.通過試驗(yàn)建立一套全面符合ASTMD5441方法的標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：MTBE ?甲醇 ?碳四 ?甲醇與碳四色譜峰區(qū)分

MTBE的部分理化性質(zhì)：

MTBE（methyl tert-butyl ether）為甲基叔丁基醚的英文縮寫，是一種高辛烷值汽油添加劑，利于暖車和節(jié)約燃料，蒸發(fā)潛熱低，對(duì)冷啟動(dòng)有利，常用于無鉛汽油和低鉛油的調(diào)合。熔點(diǎn)-109℃，沸點(diǎn)55.2℃，是一種無色、透明、具有醚樣氣味，它不僅能有效提高汽油辛烷值，而且還能改善汽車性能，降低排氣中CO含量，同時(shí)降低汽油生產(chǎn)成本。MTBE的純度約為97%～99.5%，分子式為：CH3OC（CH3）3，相對(duì)分子量：88.15.

MTBE的合成反應(yīng)：

主反應(yīng)是異丁烯和甲醇反應(yīng)生成MTBE;

反應(yīng)式為：CH2=C（CH3）2+CH3OH=（CH3）3OCH3

副反應(yīng)主要是甲醇聚合生成二甲醚、異丁烯自身發(fā)生齊聚反應(yīng)生成二聚或多聚異丁烯和異丁烯和水反應(yīng)生成TBA（叔丁醇）

反應(yīng)式為：2CH3OH=CH3OCH3+H2O

CH2=C（CH3）2+H2O=CH3-C（CH3）2OH

2CH2=C（CH3）2=[CH2-C（CH3）2]n

MTBE的部分用途：

MTBE是優(yōu)良的汽油高辛烷值添加劑和抗爆劑。MTBE與汽油可以任意比例互溶而不發(fā)生分層現(xiàn)象，與汽油組分調(diào)和時(shí)，有良好的調(diào)和效應(yīng)，調(diào)和辛烷值高于其凈辛烷值。MTBE含氧量相對(duì)較高，能夠顯著改善汽車尾氣排放。但如果加入的MTBE比例不加以控制、使理論當(dāng)量空燃比超出閉環(huán)控制發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元自適應(yīng)能力所及的調(diào)節(jié)范圍，則會(huì)因富氧而干擾閉環(huán)控制，使三元催化轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)化效率下降。研究還發(fā)現(xiàn)MTBE會(huì)污染地下水源，因此美國加州等地已經(jīng)準(zhǔn)備禁用MTBE。日本的一家研究機(jī)構(gòu)的研究也表明，汽油中的MTBE的含量超過7%，汽車排放中的氮氧化物會(huì)增加。因此，日本的高級(jí)無鉛汽油中，MTBE的加入量不超過7%。

綜上所述：

MTBE的組成分析至關(guān)重要，不管是在生產(chǎn)工藝中的調(diào)整操作還是在日常用途中都需要對(duì)MTBE的組分判斷準(zhǔn)確無誤，但是在SH/T1550—2000中工業(yè)用甲基叔丁基醚（MTBE）純度及烴類雜質(zhì)的測定氣相色譜法分析中 由于色譜進(jìn)樣速度的快慢、色譜積分時(shí)間的差異、部分色譜柱活性和載氣的影響等都可能導(dǎo)致甲醇與碳四的保留時(shí)間無法正確的區(qū)分現(xiàn)介紹如下方法能快速準(zhǔn)確的對(duì)甲醇色譜峰進(jìn)行定性。

工業(yè)用甲基叔丁基醚（MTBE）純度及烴類雜質(zhì)的測定氣相色譜法分析中：在規(guī)定條件下，將適量試樣注入配置火焰離子化檢測器（FID）的氣相色譜儀進(jìn)行分析。測量每個(gè)雜質(zhì)和主組分的峰面積，以校正面積歸一化法計(jì)算各組分的質(zhì)量百分含量。檢測器的校正因子通過分析與待測樣品中濃度相近的配制標(biāo)樣進(jìn)行測定。

而甲醇與碳四出峰保留時(shí)間接近故而甲醇的準(zhǔn)確定性非常重要。

下面以甲醇與異丁烯樣品在不同柱長下的典型保留時(shí)間為例說明

由圖可見：

1.在50m色譜柱時(shí)甲醇與異丁烯保留時(shí)間差為0.13s

2.在100m色譜柱時(shí)甲醇與異丁烯保留時(shí)間差為0.16s

3.在50m色譜柱時(shí)甲醇與異丁烯保留時(shí)間差為0.5s

一，在MTBE組分無法區(qū)分是甲醇峰還是碳四峰時(shí)先將樣品組分色譜峰分析出來，并將各組分含量計(jì)算出來并記錄，然后用進(jìn)樣器抽取MTBE組分再抽取少量的純甲醇分析，并將各組分含量計(jì)算出來并記錄，將兩組數(shù)據(jù)做對(duì)比看那個(gè)峰明顯增大判斷為甲醇的色譜峰。用該方法可以明顯看到第二次認(rèn)為加入純甲醇時(shí)色譜峰變大的峰為甲醇色譜峰，可以準(zhǔn)確的定性在該保留時(shí)間的色譜峰為甲醇，這樣可以和樣品色譜峰對(duì)比，準(zhǔn)確的找到甲醇的色譜峰，為MTBE的工藝生產(chǎn)和用途提供可靠的數(shù)據(jù)保障。

二，在同一臺(tái)色譜儀器上可以用不含甲醇的MTBE做出標(biāo)準(zhǔn)譜圖，再用人為加入純甲醇的MTBE做出標(biāo)準(zhǔn)譜圖，兩者對(duì)比，觀察在該操作條件和色譜儀器上甲醇和碳四的峰型和保留時(shí)間。以便在產(chǎn)生不確定時(shí)進(jìn)行對(duì)比，更好的區(qū)分碳四和甲醇。

以上兩種方法是可以快速和有效的判斷出碳四和甲醇的色譜峰。

參考文獻(xiàn)：

[1]SH/T1550—2000

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