氯乙烯單體含水測(cè)定方法的探討

摘 要：文章介紹了吸收法和卡爾菲修法測(cè)定氯乙烯單體中水份的方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)并對(duì)兩種方法進(jìn)行比對(duì)分析、改進(jìn)，改進(jìn)后的方法能夠快速、準(zhǔn)確的指導(dǎo)生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：吸收法；卡爾菲休測(cè)定法；氯乙烯單體

在電石法生產(chǎn)聚氯乙烯單體的過(guò)程中，水分不可避免地被帶入到生產(chǎn)系統(tǒng)中，氯乙烯含水較高嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，并對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生重大的危害。主要表現(xiàn)在下述方面：

（1）水分能水解由氧與VCM生成的低分子過(guò)氧化物，生成氯化氫（與水為鹽酸）、甲酸、甲醛等酸性物質(zhì)，從而腐蝕設(shè)備和管道。產(chǎn)生的鐵離子會(huì)造成聚合的樹(shù)脂發(fā)黃、樹(shù)脂品質(zhì)下降，鐵離子的存在還會(huì)延長(zhǎng)反應(yīng)的誘導(dǎo)期，減慢反應(yīng)速度使PVC熱穩(wěn)定性變差。

（2）水的存在加速氯乙烯的自聚，生成聚合度低的PVC，容易造成塔盤(pán)、管道、儀表測(cè)量口、換熱器塔盤(pán)的堵塞給生產(chǎn)造成困難。

（3）水分的存在會(huì)使PVC大分子中存在過(guò)氧化物連，過(guò)氧化物連水解產(chǎn)生氯化氫，含量高會(huì)破壞聚乙烯醇的分散體系，消耗引發(fā)劑造成顆粒變粗，產(chǎn)生粗料。

（4）水分會(huì)使精餾及聚合過(guò)程中的副反應(yīng)及其產(chǎn)物增多，使產(chǎn)品黑黃點(diǎn)和魚(yú)眼數(shù)量增多降低產(chǎn)品白度嚴(yán)重影響PVC品質(zhì)。

（5）水分易與乙炔反應(yīng)生成對(duì)聚合有害的雜質(zhì)乙醛，影響成品樹(shù)脂的聚合度，加重粘釜。

由于水分對(duì)氯乙烯生產(chǎn)和質(zhì)量的諸多危害需要對(duì)其含量進(jìn)行嚴(yán)格的控制。因此采用適當(dāng)?shù)姆椒y(cè)定氯乙烯單體中水分對(duì)后續(xù)工段的工藝操作具有指導(dǎo)作用，對(duì)配合技術(shù)改造、提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約成本亦具有十分重要的意義。

1 吸收法測(cè)定氯乙烯單體中的水分

1.1 測(cè)定原理：常壓下氯乙烯單體緩慢通過(guò)已準(zhǔn)確稱(chēng)量的無(wú)水氯化鈣、無(wú)水乙醇、N，N-二甲基甲酰胺，氯化鈣吸收水分而增重，無(wú)水乙醇、N，N-二甲基甲酰胺完全吸收氯乙烯單體二增重，剩余氣體主要為空氣和氫氣，通過(guò)各自的增重量來(lái)計(jì)算氯乙烯單體含水量。

1.2 主要儀器及試劑

1.2.1 電子天平（精確到萬(wàn)分之一）、電子天平（精確到百分之一）

1.2.2 10L放水平，并有準(zhǔn)確的刻度

1.2.3 吸收瓶

1.2.4 U型管

1.2.5 液化石油氣體取樣器

1.2.6 無(wú)水乙醇（分析純）

1.2.7 N，N-二甲基甲酰胺（分析純）

1.2.8 無(wú)水氯化鈣（分析純）

1.3 分析前的準(zhǔn)備工作

1.3.1 取2支干凈干燥的U型管，充裝1-2mm的無(wú)水氯化鈣，用玻璃纖維封口，關(guān)閉U型管兩端活塞，置于干燥器中2h后，通干燥的的氮?dú)?-2min并準(zhǔn)確稱(chēng)重記m11，注意一定要用玻璃纖維封口。

1.3.3 在取樣口安裝一個(gè)穩(wěn)壓減壓閥。

1.3.4 按照?qǐng)D1連接裝置，連接好后打開(kāi)U型管活塞，檢查裝置的氣密性，調(diào)節(jié)好放水線的刻度（注意U型管一端先不要和取樣口連接）。

1.4 測(cè)定步驟

1.4.1 緩緩打開(kāi)取樣閥，排氣置換2-3min，關(guān)閉。排出的廢氣用廢氣吸收瓶吸收收集。

1.5 計(jì)算

1.6 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

2 分析制定改進(jìn)對(duì)策及實(shí)施

經(jīng)認(rèn)真分析改用卡爾菲休法，可以解決以上問(wèn)題。測(cè)量微量含水可用卡爾菲休法不僅可測(cè)得樣品中的自由水，而且可測(cè)出結(jié)合水，即此法測(cè)得結(jié)果更客觀地反映出樣品中總水分含量，并且分析用時(shí)短，可以講樣品帶回分析室進(jìn)行分析。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織把這個(gè)方法定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)微量水分，我們國(guó)家也把這個(gè)方法定為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)微量水分。

2.1 經(jīng)典的卡爾菲休法反應(yīng)原理如下：

2.3.1 繼續(xù)改進(jìn)對(duì)策及實(shí)施

經(jīng)認(rèn)真分析，問(wèn)題主要原因是取樣用的小鋼瓶存在問(wèn)題，將小鋼瓶取樣改成耐壓平衡瓶取樣，平衡瓶體積小取樣容易控制安全系數(shù)增大，進(jìn)樣時(shí)水份不易冷凝.進(jìn)樣量容易控制。

2.3.2 實(shí)施驗(yàn)證

2.3.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表

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