趙燚根

(珠海華潤包裝材料有限公司，廣東 珠海 519050)

酯化工藝水中乙二醇含量分析方法的探究

趙燚根

(珠海華潤包裝材料有限公司，廣東 珠海 519050)

酯化工藝水中乙二醇含量的高低關系到聚酯生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性，所以對其分析方法的研究在聚酯生產(chǎn)中有著重要的意義。與傳統(tǒng)的滴定(碘量法)相比，氣相色譜內(nèi)標法具有快速、簡單、準確等優(yōu)點，可以縮短分析的時間，減少人為誤差，對于聚酯生產(chǎn)在線監(jiān)控有著積極的作用。

酯化工藝水；乙二醇；氣 相色譜；內(nèi)標法

工藝塔酯化廢水中的乙二醇(EG)含量高低直接關系到聚酯生產(chǎn)的效率，是衡量整個聚酯系統(tǒng)工藝塔是否正常運轉(zhuǎn)的一個重要指標。當酯化廢水中的EG含量偏高時，一方面消耗了大量的EG，增加了成本[1]，同時使生產(chǎn)廢水的COD增高，加大了污水處理系統(tǒng)的負擔與投入。所以，尋找一種快速準確的分析方法，對及時在線調(diào)整工藝參數(shù)，控制好水中EG的含量，減少不必要的投入，顯得至關重要。

酯化工藝水由聚酯生產(chǎn)工藝塔進行聚酯反應產(chǎn)物MEG回收，塔頂?shù)恼羝饕怯伤鸵叶冀M成，其中水的比例占99%以上，剩下的乙二醇只占了0.1%～1%，還有少量的管道金屬離子。

1 色譜儀器的條件及測試方法建立過程

1.1 色譜儀器條件

GC-2014型色譜儀（帶氫火焰離子檢測器FID），柱爐溫:190℃，檢測器溫度:280℃，進樣器溫度:250℃，壓縮空氣約50kPa（500mL·min-1），純度99.9995%。

氫 氣 約50mL·min-1，純 度99.9995%。 載氣 流 N2，約 1kg·cm-3（98.1kPa，35cm·s-1，約2～3mL·min-1），純度99.999%。

進樣量1mL，分流比例:1∶10，記錄速度: 5mm·min-1，持續(xù)時間10min，定量方法:內(nèi)標法，內(nèi)標物:四甘醇二甲醚，色譜柱:Carbowax20M毛細柱管60m×0.32mm。

無水甲醇（AR，純度＞99.5%），標準乙二醇溶液，四甘醇二甲醚(純度＞98.0%)。

2.2 儀器調(diào)試

2.2.1 乙二醇校正因子FK的確定

標準溶液的配制:用微量注射器向50mL的容量瓶中依次加入342.6mg的標準乙二醇溶液和311.5mg的四甘醇二甲醚溶液，用無水甲醇溶液稀釋至刻度。放入超聲波振動儀中，振動幾分鐘，使其混合均勻。

用微量注射器準確移取該混合標準溶液1.0mL(注意不能引入氣泡)，迅速進樣。等出峰結束后，通過如下公式計算校正因子FK[6]:

式中:ATEG為色譜圖中四甘醇二甲醚(內(nèi)標物)的峰面積；MMEG為配制的混合標準溶液中已知稱取的乙二醇的重量342.6mg；AMEG為色譜圖中乙二醇的峰面積；MTEG為配制的標準溶液的已知重量311.5mg。

其色譜圖見圖1，圖中有3個峰，第1個為溶劑無水甲醇的峰，第2個為乙二醇的峰，第3個為內(nèi)標物四甘醇二甲醚的峰。色譜工作站的數(shù)據(jù)分析結果如表1所示。

圖1 內(nèi)標物與乙二醇峰面積色譜圖

表1 色譜工作站的數(shù)據(jù)分析結果

2.2.2 分析結果討論

從色譜分析圖（圖1）可以看出，溶液中各組分物質(zhì)的分離效果較好，都在預定的保留時間里出了峰，且峰形的大小對稱性符合原先的設想標準，已經(jīng)達到預想的結果。而在峰形的出峰時間及峰形大小比例方面，從數(shù)據(jù)分析結果（表1）可以看出，出峰都在設想的保留時間3.50min及7.50min左右，表明儀器工作狀態(tài)較為穩(wěn)定。從分析物質(zhì)的峰面積及內(nèi)標物的峰面積可以看出，該兩峰面積的數(shù)據(jù)較為靠近，基本上符合原先的盡量使其靠近1∶1的構想，如此有助于進行對比，提高準確度。同時也反映樣品的加入量調(diào)整得較為適當。

2.3 樣品處理與測試

在50mL的容量瓶中，準確稱入約1.000g(0.0001g)工藝塔廢水樣，用微量注射器移入64.000mg四甘醇二甲醚，用無水乙醇稀釋至刻度，搖勻后，用微量注射器移取1mL該混合溶液進樣，等出峰結束后從色譜圖中讀出乙二醇及內(nèi)標物的峰面積，通過如下公式進行計算，得出乙二醇的含量[7]:

式中FKMEG為乙二醇的校正因子；AMEG為乙二醇色譜圖上的峰面積；MTEG為加入的內(nèi)標物的質(zhì)量，mg；ATEG為內(nèi)標物色譜圖上的峰面積；M樣品為樣品的質(zhì)量，g。

以標樣為0.10%的乙二醇溶液為例，其色譜工作站的分析數(shù)據(jù)處理結果如表2所示。

在FK校正因子確定的情況下進行已知標準樣品的試驗，從分析數(shù)據(jù)處理結果（表2）可以看出，溶劑、樣品和標準物質(zhì)都在預定的保留時間內(nèi)出峰，且峰面積的數(shù)據(jù)較為靠近。但從分析結果的數(shù)據(jù)看有點偏離真實值，需進行多樣品的分析測試以便查找原因。

表2 色譜工作站樣品的分析數(shù)據(jù)處理結果

2.4 多樣品結果與數(shù)據(jù)分析

為了進一步驗證方法的可行性，分別配制了5個已知濃度的乙二醇水樣和未知的水樣進行色譜分析及傳統(tǒng)碘量法手動滴定分析，每個樣品平行測定3次，其數(shù)據(jù)處理結果如表3及表4所示。

從色譜的分析數(shù)據(jù)處理結果（表3）及手動滴定的數(shù)據(jù)處理結果（表4）可以看出，其絕對誤差、標準偏差等都在允差的范圍內(nèi)，但在某一點上分析數(shù)據(jù)稍微有點偏離，這可能與標準樣品的配置有關，有待改善。而與手動滴定相對比，則明顯體現(xiàn)了優(yōu)越的準確度及精確度。這說明該實驗方案可行，但如需提高分析的準確度則需要加大樣品平行測定的次數(shù)，以及對樣品的配置進行改良。

表3 色譜分析法數(shù)據(jù)處理結果

表4 手動滴定法的數(shù)據(jù)處理結果

2.5 對分析方法的進一步驗證

為了再進一步對色譜分析方法進行驗證，采用加標回收的方法進行分析，其結果如表5所示。從表5可以看出，其回收率雖高低不同但其平均的回收率基本達到90%以上，說明該方法能夠滿足日常的測試。

表5 加標回收的數(shù)據(jù)處理結果

3 結論

工藝水試驗數(shù)據(jù)結果表明，用氣相色譜進行工藝水分析與碘量法滴定分析結果基本相近，其準確度及精密度要優(yōu)于碘量滴定分析，且回收率較高，測定簡單、快速，平行性較好，準確度較高。

該方法是在聚酯切片（PET）分析DEG(二甘醇)及IPA(間苯二甲酸)的基礎上創(chuàng)建的，其色譜儀器條件均引用其分析條件，在此基礎上既可滿足工藝水的分析又可滿足PET聚酯切片DEG和IPA的常規(guī)分析。

[1] 吳昆成，鄭漢.酯化工藝塔EG的循環(huán)量對酯化工藝的影響[J].聚酯工業(yè)， 1999(4):43-47.

[2] 劉珍.化驗員讀本(第4版) 上冊[M].北京:化學工業(yè)出版社，2009:259-266.

[3] 武漢大學.分析化學實驗[M].北京:高等教育出版社，1999:202-204.

[4] 華中師范大學，陜西師范大學，東北師范大學.分析化學(第3版)下冊[M].北京:高等教育出版社，2001: 218-220.

[5] GB/T 14190-1993，纖維級聚酯切片分析方法[S].

[6] 于世林.圖解氣相色譜技術與應用(第1版) [M].北京:科學出版社，2010:175-181.

[7] 武杰，龐增義.氣相色譜儀器系統(tǒng)[M].北京:化學工業(yè)出版社，2007:2-10.

Determination of Glycol in Esterification Process Water

ZHAO Yi-gen
(Zhuhai China Resource Packing Materials Co. Ltd., Zhuhai 519050, China)

Glycol content in process water affected the stability of polyester production, so gas chromatography internal standard method was applied to determine the glycol in esterif cation process water. This method had some advantages of rapid, simple and accuracy, and could shorten the analysis times and reduce human error.

esterif cation process water; glycol; gas chromatography; internal standard method

O 657.7

A

1670-9905(2015)05-0055-03

趙燚根(1984-)，化學工程助理工程師，分析工高級技師

2015-03-10