1,4-丁二醇蒸馏底物解聚溶液组成的分析方法研究

陈维军

（新疆国泰新华化工有限责任公司 有机化工事业部 831700）

0 前言：

本文所选择分布分析法中，被用于液液萃取的萃取剂，以正辛醇为主，利用实验对液液平衡的相关数据进行测定，再借助相关模型，完成对以活度系数为核心的模型的建立工作，将其与平衡数据进行关联，在此基础上，利用有机相组成，对水相组成加以预测，由实验结果可知，此方法既可为实验准确性提供保障，又能够精简不必要的流程，具备突出意义。

1 实验方法

作为有机化工原料的BDO，在化工、医药等诸多领域得到了广泛应用，围绕其展开的研究，正在变得更加深入。

1.1 实验试剂

本次实验所需试剂，主要有去离子水，正辛醇，1,2-丙二醇，1,4-丁二醇，其中，正辛醇、丙二醇及丁二醇均有纯度要求，应当引起重视。

1.2 实验设备

本次实验所需设备，主要有FID 检测仪、进样器、搅拌器、反应器、天平、水浴槽与气相色谱仪，其中，进样器规格为10μL，反应器规格为50mL[1]。

1.3 分析条件

1.3.1 绘制曲线

定量法所参照内标物为1,2-丙二醇，首先，对浓度不同的溶液进行配制，其次，根据溶液质量，对内标物进行添加，最后，利用气相色谱，对溶液的实际构成情况加以分析，在线性回归的辅助下，完成对校正曲线进行计算的任务，保证BDO、正辛醇均有相应的回归公式。

1.3.2 气相色谱

本次实验所选用气相色谱对柱温进行升高所依托的工具为小程序，初始温度为140℃，经过0.5 分钟的保温后，以每分钟25℃的速度，上升到240℃，此时，再进行2 分钟的保温。

1.4 实验流程

将实验室温度控制在30℃左右，由于水、正辛醇所对应互溶度极小，因此，出于对平衡组成进行准确测定的考虑，有关人员借助搅拌器、反应器和水浴槽，完成对平衡釜加以设计的任务。待实验开始后，先对水浴槽进行加热，待水温升至符合实验要求的30℃后，有关人员再向平衡釜内加入BDO、正辛醇及水，通过对转速进行调节的方式，将溶液置于湍流的状态下，经过2 小时搅拌、2 小时静置后，溶液呈现出了较为明显的分层情况，此时，利用注射器对水相、有机相的样品进行取样，根据特定比例，将内标物加入保存样品的容器内。观察实验现象可知，若溶液、内标物所对应质量比被控制在0.3，在常温环境下，所取样品往往不会出现分层的情况，应当引起重视。

2 结果讨论

2.1 方法概述

利用Reppe 对BDO 进行生产时，所依托工具以刮膜蒸发器为主，对其加以运用的条件使真空、高温，难度较高。多数情况下，BDO 都会出现自聚的情况，这也为醇醚低聚物及类似物质的形成奠定了基础，而此类物质的特点，主要表现为挥发难度大。实验结果表明，由此而形成的底物，可利用水解解聚的方式，达到对BDO 进行回收的目的。具体解聚方式如下：催化剂选择稀硫酸，按照特定比例对其与底物进行配置，再置于150℃的环境中7 小时，便可获得所需单分子，对其进行减压蒸馏等处理后，便能够得到大量BDO。但是，该方式存在较为明显的不足，即：溶于解聚溶液的无机盐、金属离子，均增加了对气相色谱加以应用的难度。

现阶段，涉及BDO 的文献较少，浏览现有文献，可得出以下结论：BDO 拥有较高的沸点和粘度，对其含量进行分析时，所借助的工具以气相色谱为主；有大量离子存在的解聚溶液，对离子进行彻底去除的难度较大；色谱柱不具备向含水样品进行直接进入的条件，因此，只有经过处理的样品，才能被用来对组成加以分析。关于有机物含量分析，常用的方式为液液萃取，具体流程如下：首先，根据水溶液、所含有机物特点，对萃取剂进行选择，以特定浓度范围为依据，对溶液进行配制；其次，利用萃取剂、气相色谱法，完成分析工作；最后，得出相应结论，即“在浓度范围特定的前提下，溶液浓度、峰面积所展现出的关系为线性相关”。综合现有研究所得结论可知，若溶质浓度呈现出不断扩大的趋势，溶质浓度、萃取相组成所表现出关系，将不再符合线性相关的特点，也就是说，该曲线仅适用于较窄的范围，无法满足本次实验所提出要求，故本次实验选择分布分析法，为所得结论的有效性提供保障[2]。

2.2 相图分析

结合实验结果可知，若所加入正辛醇、水的质量相同，受互溶度较小影响，加入二者的溶液，通常会出现较为明显的分层现象，此时，再加入大量BDO，不仅会使二者互溶度得到显著增加，还为摩尔分率的增加提供了支持，互溶现象往往会以更直观的方式被呈现出来。

2.3 方法概述

先以相平衡所适用判据式为依据，对UNIQUAC 模型所对应关系式加以判定。在实际计算时，有关人员只需对温度、某液相数据进行给定，再对活度系数方程加以运用，便可获得其他液相数据。本文所研究体系由醇类物质构成，拥有较强的极性，对含有大量金属离子的溶液而言，较易使液液平衡受到影响的元素为电解质，因此，在完成计算任务时，有关人员应以活度系数为依据，对模型加以选择，事实证明，UNIQUAC 模型更符合计算要求，所得出结论也更为准确。

2.4 能量参数

本文所选用模型的能量参数，主要是对实验数据进行单纯回归所得，在对有机相组成加以明确的前提下，有关人员可利用所获得参数，完成对水相组成进行计算的任务。以实验所得有机相的准确组成数据为依据，借助模型完成计算，所得数据和预测数据的摩尔分率较小，表明本文所选择实验方法切实可行。

2.5 测定BDO

保证实验条件、数据不变，对正辛醇、待测溶液进行定量获取，通过液液萃取的方式，获得分析气相色谱所需有机相，对有机相组成加以明确，再利用UNIQUAC 模型完成对萃余相实际组成进行计算的任务，方可获得BDO 含量的准确数值。

2.6 准确度判断

出于对模型预测所具有可靠性加以验证的考虑，在符合模型利用要求的范围内，对含有10%BDO 的溶液进行配置，根据上文所提及实验方法，对8 份样品进行测试，测试所得平均值与标准值的差距较小，由此可见，本文所讨论测定方法，拥有良好的准确性，可被用于类似实验的开展。

3 结论：

上文以含有一定量离子的BDO 为研究对象，以液液萃取为切入点，围绕溶液组成展开了讨论，实验所得数据和计算结果间，仅存在极小误差，满足稳定可靠、便于分析的要求。通过对多方因素进行综合考量的方式，得出“此方法可被用于对工业生产进行频繁检测”的结论。