丁二醇装置薄膜蒸发器底部物料中BDO含量的色谱分析

王爱城

摘 要 丁二醇装置精制工段薄膜蒸发器（E8406）底部物料，其主要成分是焦油和盐、还含有部分BDO和轻组分，具有较高的黏度，公司目前还没有成熟的方法能够准确分析其中BDO含量。本文探讨选用合适的溶剂把E8406底部物料完全溶解后，在安捷伦气相色谱仪7890A上建立相应的方法，然后色谱分析溶解物料样品中BDO含量，从而准确得到E8406底部物料中BDO的含量。

关键词 丁二醇装置;E8406底部物料;溶剂;BDO含量;色谱分析

前言

丁二醇装置精制工段中浓缩的BDO被送入盐塔中，在盐塔中低沸杂质、水以及BDO在塔顶进行蒸馏，高沸杂质以及一些BDO作为底部产品被脱除并送入薄膜蒸发器中（E8406），在其中顶部蒸发掉的BDO产品后返盐塔。薄膜蒸发器底部的物料，其主要成分是焦油和盐、还含有部分BDO和轻组分。由于E8406底部物料具有较高的黏度，目前还没有成熟的方法能够准确分析其中BDO含量。本文探讨选用用合适的溶剂把E8406底部物料完全溶解后，在安捷伦气相色谱仪7890A上建立相应的方法，然后色谱分析溶解物料中BDO含量，从而得到E8406底部物料中BDO的准确含量，以便于指导工艺生产。

1溶剂的选择

选择对比试验溶剂：甲醇（MET）：分析纯;四氢呋喃（THF）：分析纯。甲醇和四氢呋喃都是常见的有机样品溶剂，我们以这两种试剂作为溶剂做E8406底部物料溶解实验：称取等质量的物料样品于100mL容量瓶中，加入相应溶剂后不停摇动震荡，10分钟后计算物料样品的溶解率，选择其中溶解性强的物质作为分析E8406底部物料中BDO含量色谱分析方法的溶剂。 物料样品溶解实验结果见表1、表2。

由E8406底部物料溶解实验表1、表2对比可以得出看出：甲醇作为溶剂时，物料被稀释3倍时即可以被完全溶解;四氢呋喃作为溶剂时，物料被稀释到100倍时只有35%被溶解。由此可以得出结论：甲醇与四氢呋喃相比较，甲醇溶解E8406底部物料的能力远比四氢呋喃强，选择甲醇作为溶剂，建立色谱分析方法分析E8406底部物料中BDO含量更为适合[1]。

2方法的建立

2.1 方法原理

使用安捷伦气相色谱仪7890A，氢火焰做检测器，外标法定量。

2.2 自动进样器设置

进样前后超纯水洗针6次，样品清洗和抽洗次数6次，进样量1uL。

2.3 进样口设置

温度：265℃，N2作为载气，分流比为30比1，隔垫吹扫：3mL/min，总流量：111.5mL/min。

2.4 色谱柱

选择*****作为分离柱，柱流量3.5 mL/min。

2.5 柱箱程序升温设置

初始温度应略高于甲醇沸点（64.7℃）设为80℃;通过程序升温可以减少分析时间并使组分峰变窄;考虑到E8406底部的物料样品中高沸点组分较多，故将阶升2中保持时间延长至15分钟，以确保在分析溶解样品时所有组分都被分离出来，这样可以保护色谱柱;程序升温具体设定参数见表3。

2.6 检测器设置

温度：280℃，H2流量：30 mL/min，空气流量：300mL/min，尾吹流量：25mL/min。

2.7 所配制标液各组分的称样量以及标液组分质量浓度见表4。

使用器具：电子天平：梅特勒-托利多AL204，实际分度值（d）：0.0001g;

容量瓶：100mL，5个。

对每组标液在安捷伦气相色谱仪7890A仪上进样3次，获得每组标液的色谱图，调整好积分参数，让每个组分的色谱峰都能够获得良好积分，分别将4组标液的组分浓度和色谱图（峰面积）代入校正表，制作BDO含量校正曲线，计算其回归方程和相关系数（见表5）。

由图1可以知道，标样中BDO与甲醇（MET）的色谱峰能够完全分离，分离度R>1.5;由图2可以知道，建立好的方法分析甲醇溶解E8406底部物料样品色谱峰组分BDO、甲醇、未知杂质的色谱分离效果良好。

查《检验相关系数的临界值表》：在置信度99.9%，自由度?=n-2=5-2=3时，r99.9，3=0.9912，r（相关系数）>rp.?，表明BDO峰面积和BDO含量之间存在很好的线性关系[2]。

3样品处理、色谱分析和数据处理

3.1 E8406底部物料样品处理与色谱分析

使用器具：电子天平：JJ1000型电子天平，实际分度值（d）：0.01g;

容量瓶：100mL，3个。

做三平行测定，使用电子天平分别称量2.00gE8406底部物料样品于3个100mL容量瓶中，再向3个容量瓶中分别加入甲醇18.00g，塞好瓶塞，不停摇动容量瓶，直到样品被完全溶解。将溶解后的平行样品分别倒入3个安捷伦进样色谱瓶，放在安捷伦气相色谱仪7890A自动进样盘上，调用已经建立好的分析方法，进样分析溶解样品中BDO含量。注意如果取回的E8406底部物料样品已经冷却变硬，那就需要将样品放入80℃烘箱中烘烤，直到样品完全熔化后才能够进行称量和分析。

3.2 分析数据处理

质量稀释倍数=（所称样品质量（g）+甲醇加入质量（g）/所称样品质量（g）

E8406底部物料BDO含量（%）=溶解物料BDO含量分析结果（%）×10（质量稀释倍数），分析数据见表6的汇总。

根据表六的分析结果使用Q检验法检验数据可疑值：将E8406底部物料BDO含量分析结果按递增顺序排列：32.04，32.07，32.11;R（极差）=Rmax-Rmin=32.11-32.04=0.07;经过计算Q表（测定3次数和要求的置信水平（90%）查表Q表=0.94），平行测定的三个样品试验结果没有可疑值，都应保留[3]。

计算E8406底部物料BDO含量平均值（%）为32.07（结果保留4位有效数字），计算试验数据相对极差为0.22%。

4结束语

本文所建立分析BDO含量方法的相關系数为0.99994，表明BDO峰面积和BDO含量之间存在很好的线性关系，该方法为公司分析E8406底部高粘度物料中的BDO含量提供了一种准确度较高的分析方法。该方法分析E8406底部物料中BDO含量必须要做样品处理，使用甲醇将高黏度样品完全溶解后才能够在安捷伦气相色谱仪7890A上分析。

参考文献

[1] 刘珍.化验员读本.上册，化学分析[M].北京：化学工业出版社， 1983：51.

[2] 于世林，杜振霞.化验员读本（下）——仪器分析（第5版）[M].化学工业出版社，2010：205.

[3] 佚名.大丁二醇装置工艺描述[ED/OL]. https：//wenku.baidu.com/view/12cbb519ad02de80d4d840cf.html，2014-04-27.