乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液尾气检验

卢玉乔，石显伟

（广西广维化工有限责任公司，广西 河池 546307）

乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液（简称VAE 乳液），是以乙酸乙烯酯和乙烯为基本原料，在催化剂作用下，中压共聚反应而成的一种水基性高分子乳液产品。共聚反应结束后需排放反应后的尾气，尾气主要成分为乙烯和醋酸乙烯，此尾气通常采用高空燃烧排放处理，但采用此处理方法不环保、不经济。若把尾气中各组分含量快速准确地提供给工艺工序，就可为回收尾气的技术改造工作及以后的装置操作运行提供科学的依据。

乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液生产过程中产生的尾气主要成分是乙酸乙烯酯和乙烯，用装有HPALM 色谱柱的气相色谱仪可以分析出乙烯及烃类杂质，但此方法乙酸乙烯酯未出峰，不能检测出其含量。若用装有HP-INNOWar 色谱柱的气相色谱仪可以分析乙酸乙烯酯和乙烯含量，但HP-INNOWar色谱柱一般情况下用于分析有机类溶剂，这些有机类溶剂多数是液体，在气相色谱仪安装时一般不配置气体定量管，若用微量进样器取气体样，因取样量太少，注入色谱后，因峰面积太少，分析误差大而不被采用。现用500 μL 气密进样器代替微量进样器后，取样量多峰面积大，分析准确度高，重复性好，同时方便快捷。

1 实验部分

1.1 主要仪器及试剂

6820GC 气相色谱仪，FID 检测器，Cerity NDS化学工作站。

乙烯标准混合气，乙酸乙烯酯化学纯试剂。

1.2 实验条件

色谱分析条件：进样口：分流/不分流进样 口，温 度200 ℃，分 流 比 为20∶1；柱 流 量0.5 1.0 mL·min-1，色 谱 柱HP-INNOWar，规 格30m×319mm×0.50μm；升温程序：起始温度40℃，保留3min，然后以5 ℃·min-1速率升至100 ℃，保 留1min；检测器FID，200 ℃，氢气流量30 40 mL·min-1，空气流量300 400 mL·min-1，辅助气流量（尾吹）30 mL·min-1。

1.3 实验步骤

1.3.1 定性分析

在气体采样袋出气口处接上塑料胶管，用塑料胶管对接钢瓶出口，把乙烯混合气体的钢瓶阀门打开，采样袋满后用止水夹夹住塑料胶管，随后关紧钢瓶阀门，用气密进样器针口插入塑料胶管内，用手按下气体采样袋反复置换气密进样器后，取300μL气样，注入上述条件的气相色谱仪中，做乙烯定性分析。

用微量进样器取1μL 乙酸乙烯酯化学纯试剂注入上述条件的气相色谱仪中，做乙酸乙烯酯定性分析。

1.3.2 定量分析

1) 从现场取样后，迅速将气密进样器针口插入塑料胶管内，用手按下气体采样袋反复置换气密进样器后，取300μL 气样，注入上述条件的气相色谱仪中，用归一分析法得出混合气体组分含量，不同时段取了3 个气样，分析结果见表1。

表1 分析结果比对表

2) 若要保证分析的准确度，还需要另外分析乙烯含量。色谱分析条件如下：

进样口：分流/不分流进样口，175℃，分流比为28∶1；进样阀：六通气体进样阀；定量管体积0.25mL；柱流量：氮气，流速为6 mL·min-1；色谱柱HP-AL/M；规格50m×15mm×0.53μm；升温程序：起始温度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；检测器FID，260℃；氢气流量30 40 mL·min-1；空气流量400 mL·min-1；辅助气流量（尾吹）22mL·min-1。

按上述色谱条件用乙烯混合标气进行定性分析，定性结束后，用乙烯混合气体注入色谱中，平行2 3 次，用外标法建立乙烯含量工作曲线。用现场取得的气样注入上述条件的色谱中分析，得出乙烯及烃类杂质。不同时段取3 个气样，分析结果见分析结果比对表（表1）。

2 方法讨论

1) 从现场取得的气样，因温度较高，乙酸乙烯酯还保留在气体状态，若气样冷却后，乙酸乙烯酯变成液体，此时用气密进样器取样注入色谱分析，分析结果因未取到乙酸乙烯酯从而造成乙烯含量偏高。用此方法分析时必须在乙酸乙烯酯未冷凝成液体前快速进行，因此分析此尾气，2 台色谱应同时进样，不宜做平行样。

2) 在色谱分析中用归一法定量分析，前提是样品中所有组分都出峰，上述方法无法论证所有组分都能出峰，这样准确度就难以保证。要保证分析的准确度，需要另外把乙烯含量准确分析出来，与气密进样器取样方法进行比对，若乙烯含量相差太大，说明气密进样器进样的分析结果不可信，应重新到现场取样分析。

3 结论

在没有气体定量管装置的气相色谱仪中，用气密进样器代替微量进样器在气相色谱中对气态样品分析，方法方便快捷，分析准确度可以满足生产调整要求。对VAE 乳液生产产生的尾气组分进行检测，根据检测后的数据对尾气进行技改，把尾气收集后经工艺处理再投入生产使用。此项技改现已正常使用，降低生产成本的同时降低了对环境的污染。

[1] 刘珍.化学分析(第4 版)[M].北京：北京化工大学出版社，2003.