浅析吸收塔尾气中碘甲烷含量的测定

陆颖

（天津渤化永利化工股份有限公司，天津300452）

1 西南化工研究院提供的分析方法简介

利用气相色谱仪配置的热导池检测器（TCD）测定，外标法定量。当含碘甲烷的尾气样品通过气体进样阀注入后，通过Porapak T 色谱柱分离，经过TCD 测定出碘甲烷色谱峰面积，用外标法定量。检测限最低适用于ppm 级物质的测定。

2 改进方法的分析方法简介

利用气相色谱仪配置的氢火焰离子化检测器（FID）测定，内标法定量。使含有碘甲烷的尾气样品经过高浓度甲醇吸收后，定量的吸收液由载气带入DB—FFAP 毛细管色谱柱流出，经过FID 检测器的测定，将信号传输给电脑记录仪测得相关组分色谱峰面积，用内标法定量。检测限最低适用ppb 级物质的测定。

3 两种方法的对比试验

3.1 西南化工研究院提供的分析方法

3.1.1 方法主旨

含碘甲烷的尾气进入气相色谱仪，通过热导池检测器（TCD）测定，外标法定量。

3.1.2 主要试剂及设备

进样系统：气体进样阀。标准气体：CHI：60.75ppm（v/v）。色谱柱：色谱柱长 2m，为内径3.0mm 的不锈钢管柱，内填Porapak T。气相色谱仪：安捷伦7890A 型，配有热导池检测器（TCD）的气相色谱仪，要求仪器对最低检测浓度下的各有机物杂质组分所产生的峰高大于仪器噪声的2倍，并配有气体进样阀。检测器：TCD，进样量：1.0mL。

3.1.3 碘甲烷标准曲线的建立

用微量注射器分别准确抽取一定量的碘甲烷，注入100mL 注射器中，用清洁空气稀释配成一定浓度的标准气体。将配置标准气体分别进样，测量保留时间及峰面积，建立相关的外标曲线。

曲线的线性拟合ax+b,a=4.19658e-008,b=0.0000,拟合度 r2=0.996742。

3.1.4 利用当前方法曲线进行实验测定

利用标准气体：CHI（60.75ppm（v/v）），配制不同浓度的标气，进样量为医用注射塑料针1.0mL，数据统计（见表1）。

3.2 改进方法

3.2.1 方法主旨

高压吸收塔和低压吸收塔的尾气通过甲醇试剂吸收，利用碘甲烷在甲醇中溶解度大的特性，将吸收液用气相色谱氢火焰离子检测器进行分析，以保留时间定性，用2-庚酮做内标，内标法定量，计算出吸收液中碘甲烷的含量，数据结果在利用气体状态方程PV=nRT 计算出实际尾气中碘甲烷的含量。

3.2.2 主要试剂及设备

洗气瓶：磨口125 mL，2 个。校正的湿式流量计，1 个。校正后的气压表（hpa）。甲醇：优级纯内标 物 ：2 - 庚 酮 ， 色 谱 纯 。 标 准 气 体 ：CHI：60.75ppm（v/v）。色谱柱：FFAP 毛细管色谱柱，30m×0.53mm×1.0μm。进样系统：微量进样器，检测器：FID，进样量：1μL。气相色谱仪：安捷伦7890A 型，配有氢火焰离子化检测器，要求仪器对最低检测浓度下的各有机物杂质组分所产生的峰高大于仪器噪声的2 倍。

表1

3.2.3 碘甲烷标准曲线的建立

分别准确称取 50μL2-庚酮，（8 μL，5μL，2μL）碘甲烷加入到250mL 优级纯甲醇中，称量时需精确到0.0001g，摇匀，计算2-庚酮和碘甲烷的含量，根据碘甲烷不同浓度建立内标曲线。

曲线线性拟合ax+b a=6.59621 b=0.0000 拟合度r2=0.995785

改进方法的碘甲烷曲线加标回收率的实验：结果见表2。

表2

3.2.4 利用当前方法曲线进行实验测定

1）安装吸收装置步骤为：取样钢瓶→洗气瓶A→洗气瓶B→湿式流量计（见图1）。

2）本次试验是采用标准气进行测定，所以只需“取样钢瓶”改为标准气钢瓶进样连接操作。

3）洗气瓶A 和B 中分别倒入大约30mL 的甲醇，没过进气端。

4）在连接流量控制阀与样品之前，用蒸馏水和丙酮清洗流量控制阀和PTFE 管道，再用空气干燥或抽真空，用洁净、干燥的聚乙烯管连接针形阀和洗气瓶。

图1

5）在通风橱内进行吸收操作，吸收过程中为了最大限度的减少管道壁对碘甲烷的吸附，尽可能短的使用连接管路，将所有的聚乙烯管接头处用铁丝捆紧，以免样品泄漏。

6）将洗气B 瓶的出口与经过校正的湿式流量计相连，以便可以准确地测定气体的体积。

7）拧开“取样钢瓶”出口，使气体进入AB 瓶，调节气体的流量在30～60L/h，准确吸收10L 气体，将吸收后的气体通风橱内放空。

8）(甲)气体吸收后，就要将洗气 A 和 B 瓶中的溶液定量转移至100mL 的C 容量瓶中，取下各个接头，用甲醇冲洗针形阀，洗气瓶，以及连接针形阀和洗气瓶的PTFE 管。将洗涤液也转移至100mL 的C 容量瓶中，甲醇定容。分别准确称取样品液 a 10mL，b 20mL，c 25 mL，d 40 mL 加入约2 μL，3 μL，3 μL，和 5 μL 的 2-庚酮，准确称量至0.0001g，进样量均为 1μL。

9）(乙)按上述步骤做相同实验，气体吸收后，就要将洗气 A 和 B 瓶中的溶液定量转移至500mL 的C 容量瓶中取下各个接头，用甲醇冲洗针形阀，洗气瓶，以及连接针形阀和洗气瓶的PTFE 管。将洗涤液也转移至500mL 的C 容量瓶中，甲醇定容。分别准确称取样品液e 10mL，f 20mL，g 25mL，h 40mL 加入约1μL，2μL，2μL，和 3μL的2-庚酮，准确称量至0.0001g，进样量均为1μL。

10）读取数据结果CHI (wt ppm)（甲）a 45 ，b 44，c 44 ,d 44；（乙）e 8.4, f 9.3,g 8.6,h 8.5 ；

11）依据理想气体状态方程PV=nRT 计算式中：P—实验状态下的实际大气压强Pa；

n—物质的量mol；

R—摩尔气体常数=8.314510 Pa.m3.mol-1.k-1；

T—热力学温度K；

P=1015.4 hpa,T=300.65 k；

分别求得V：0.6145 mL,0.6011 mL,0.6009 mL，57.25 mL，63.55 mL，58.06 mL 实验数据统计如表3，表 4 所示。

表3

表4

4 结论

通过对比实验得出：经改进方法测定结果的相对误差明显优于西南化工研究方法的相对误差，更适用实际生产。

1）目前高低压尾气碘甲烷测定频率6h/次，而采用“改进方法”完成一次周期大约25min，完全可以胜任。

2)高压吸收塔尾气的碘含量超标，也能反映出甲醇催化剂中毒，所以提供了更加准确的数据，给工厂在操作尾气环保排放、火炬燃烧和生产消耗提供了可靠依据。