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        內(nèi)標(biāo)法測定甲醇中乙醇含量的方法探討

        2014-09-10 06:05:18張雅欣張起政楊海朝伏江峰
        中國煤炭 2014年1期
        關(guān)鍵詞:異丙醇內(nèi)標(biāo)校正

        張雅欣 張起政 王 銳 楊海朝 伏江峰

        (神華包頭煤化工有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古包頭市,014010)

        內(nèi)標(biāo)法測定甲醇中乙醇含量的方法探討

        張雅欣 張起政 王 銳 楊海朝 伏江峰

        (神華包頭煤化工有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古包頭市,014010)

        在應(yīng)用內(nèi)標(biāo)法對精甲醇中乙醇含量進(jìn)行分析時,通過在色譜工作站上建立內(nèi)標(biāo)的方法,直接得到乙醇的含量,既避免多個誤差的引入,也提高了工作效率。

        內(nèi)標(biāo)法 氣相色譜儀 甲醇

        神華包頭煤化工有限責(zé)任公司年產(chǎn)60萬t聚烯烴產(chǎn)品,通過煤制甲醇制烯烴得到聚乙烯和聚丙烯產(chǎn)品,MTO裝置處理能力為180萬t/a甲醇原料 (折純)。在原料甲醇供應(yīng)不足時,需要外購甲醇。對外購的甲醇,分析檢測中心要進(jìn)行進(jìn)廠原材料的分析工作。對于MTO級甲醇和精甲醇均可以按照GB 338-2011中的內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行分析。

        1 實驗部分

        1.1 主要儀器

        島津GC2010plus氣相色譜儀,檢測器FID;島津自動進(jìn)樣器。

        1.2 主要試劑

        甲醇,色譜純;

        乙醇,色譜純;

        異丙醇,色譜純。

        1.3 分析條件

        柱箱溫度:100℃,進(jìn)樣口溫度:150℃,檢測器溫度:200℃;進(jìn)樣量:1μL;氫氣流量:40 m L/min;空氣流量:400 m L/min;尾吹氣流量:25 m L/min。

        1.4 標(biāo)準(zhǔn)樣品的配制

        在已稱重的清潔、干燥的100 m L容量瓶中,加入0.5 m L乙醇并稱重,準(zhǔn)至0.000 1 g;用甲醇稀釋至刻度并稱重,混勻。

        在5個清潔、干燥的50 m L容量瓶中,分別加入0.00 m L、0.20 m L、0.40 m L、0.80 m L、1.60 m L上述母液,再分別加入25μL已知質(zhì)量的異丙醇,用甲醇稀釋至刻度,混勻。啟動氣相色譜儀,待儀器穩(wěn)定后,用微量注射器取1 u L標(biāo)準(zhǔn)溶液,進(jìn)樣、分析。

        1.5 樣品測定

        GB 338-2011中是通過標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制計算校正因子,再計算校正因子的平均值得到最終校正因子。在樣品分析時,需要在容量瓶中加入25 u L的異丙醇作為內(nèi)標(biāo)物,再用樣品進(jìn)行定容,得到樣品和異丙醇的質(zhì)量及峰面積,利用校正因子,通過計算得到甲醇中乙醇的最終含量,見式 (1):

        式中:w——乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù),數(shù)值以%表示;

        f′——相對校正因子;Ai——乙醇的峰面積;ms——異丙醇的質(zhì)量;

        As——異丙醇的峰面積;

        m——樣品的質(zhì)量。

        計算結(jié)果保留至小數(shù)點后第四位。乙醇的相對校正因子f′按下式進(jìn)行計算:

        2 色譜分析

        2.1 標(biāo)準(zhǔn)樣品色譜圖

        圖1為甲醇、乙醇、異丙醇樣品分離色譜圖,出峰時間分別為6.02 min,12.10 min和15.68 min。

        圖1 甲醇、乙醇、異丙醇樣品分離色譜圖

        2.2 工作曲線

        在優(yōu)化的試驗條件下對甲醇、乙醇和異丙醇混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列進(jìn)行色譜分析。表1和表2是配制標(biāo)準(zhǔn)溶液時幾種濃度的甲醇、乙醇和異丙醇的質(zhì)量及對應(yīng)的峰面積。

        表1 母液中各個物質(zhì)的含量

        表2 標(biāo)準(zhǔn)溶液中甲醇、乙醇含量

        圖2 甲醇中乙醇含量曲線

        按照GB 338-2011《工業(yè)用甲醇》關(guān)于甲醇中乙醇的測定,首先要根據(jù)以上乙醇、異丙醇質(zhì)量和峰面積來計算乙醇相對于異丙醇的相對校正因子。得到校正因子之后,再通過計算得到乙醇的含量,這給過程中會引入更多的誤差,操作也比較麻煩。本文采用繪制校準(zhǔn)曲線來計算,進(jìn)樣之后可以直接得到乙醇的含量,根據(jù)乙醇/異丙醇質(zhì)量比和乙醇/異丙醇峰面積比繪圖 (圖2)。

        通過這些數(shù)據(jù)可以得到校準(zhǔn)曲線,y=0.7431x-0.0171,R2=0.9955,對于該曲線方程已經(jīng)能滿足分析的要求。但是,如何在色譜工作站上實現(xiàn)此功能是我們接下來要解決的問題。

        2.3 建立方法

        由于色譜純甲醇中含有少量乙醇,要扣除掉這些乙醇的影響,因此,在色譜中單獨進(jìn)1μL色譜純甲醇,然后在進(jìn)之后的5個標(biāo)樣時,分別以色譜純甲醇的色譜峰作為基線分析,這樣就扣除掉乙醇的影響,標(biāo)準(zhǔn)溶液峰面積對比圖見圖3。

        分析完這四個樣品之后,打開任何一個數(shù)據(jù)文件,將方法更改為內(nèi)標(biāo)法,在濃度處輸入乙醇和異丙醇的質(zhì)量百分比,將異丙醇選為內(nèi)標(biāo),內(nèi)標(biāo)法建立的標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖4。

        圖3 標(biāo)準(zhǔn)溶液峰面積對比圖

        圖4 內(nèi)標(biāo)法建立的標(biāo)準(zhǔn)曲線

        將甲醇中加入異丙醇,定容至25 u L的容量瓶。將得到的異丙醇質(zhì)量和甲醇的總質(zhì)量輸入到內(nèi)標(biāo)的質(zhì)量處,進(jìn)行分析,就會直接得到乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

        2.4 結(jié)果表示和精密度

        取兩次平行測定結(jié)果的算術(shù)平均值為測定結(jié)果。當(dāng)乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.01%時,兩次平行測定結(jié)果的相對偏差不大于30%;當(dāng)乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)>0.01%時,兩次平行測定結(jié)果的相對偏差不大于10%。

        3 結(jié)論

        在色譜工作站上建立內(nèi)標(biāo)的方法,能夠直接得到所需要的乙醇含量。相對于手工計算相對校正因子,該方法可以避免手工計算的誤差。儀器在使用一定時間后,色譜的操作條件會受到一定的影響,導(dǎo)致對測定數(shù)據(jù)也有一定的影響。因此,在實際測量中應(yīng)結(jié)合自身的生產(chǎn)分析實際,總結(jié)定期校正的頻率,對儀器加以校正和維護(hù)。

        內(nèi)標(biāo)法的優(yōu)點:在色譜柱不超載的范圍內(nèi),定量結(jié)果與進(jìn)樣量重復(fù)性無關(guān);只要被測物質(zhì)和內(nèi)標(biāo)物出峰,且能完全分離就可定量,與其他組分無關(guān);適用于測定藥物中微量組分或雜質(zhì)的含量。缺點是內(nèi)標(biāo)物質(zhì)不易尋找且樣品配制比較麻煩,每次需要用分析天平準(zhǔn)確稱量內(nèi)標(biāo)和樣品,日常分析使用很不方便。

        外標(biāo)法相對于內(nèi)標(biāo)法操作簡單且計算方便。在建立方法時會較內(nèi)標(biāo)法簡單,在樣品分析時不用加入內(nèi)標(biāo)物可以直接取樣、進(jìn)樣分析得到結(jié)果,但是外標(biāo)法要求進(jìn)樣非常準(zhǔn)確,否則對分析結(jié)果會有很大的影響,同時儀器和操作條件對分析結(jié)果影響很大,不像歸一化和內(nèi)標(biāo)法定量操作中可以互相抵消。選擇使用什么方法,可以根據(jù)樣品的要求和用戶的需求來決定。

        [1]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局,中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.GB 338-2011工業(yè)用甲醇 [S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2011

        [2]李寧輝,劉國軍,樊美葉等.氣相色譜法測定工業(yè)甲醇中乙醇的含量 [J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力,2013 (3)

        [3]劉虎威.氣相色譜方法及應(yīng)用 [M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社

        [4]周良模等.氣相色譜新技術(shù) [M].北京:科學(xué)出版社

        [5]武麗麗.內(nèi)標(biāo)法測定甲醇中乙醇含量及注意事項[J].中國化工貿(mào)易,2013 (4)

        TQ223.121

        A

        張雅欣 (1985-),女,陜西延安人,學(xué)士,工程師,從事質(zhì)量管理、中間控制分析管理。

        (責(zé)任編輯 丁言偉)

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