氣相色譜法測定工業甲醇中ぱ躉物組分分析

摘 要：本文將從工業甲醇概況出發，對氣相色譜法測定工業甲醇里的氧化物組分進行分析與探究，希望為相關人員提供一些幫助和建議。

關鍵詞：氧化物；工業甲醇；氣相色譜法

一、 引言

氣相色譜法主要是一種色層分離的、把氣體當成流動相的分析方式，流動相把汽化試樣帶到色譜柱里，試樣組分與色譜柱固定相具有不同作用力，色譜柱在不同時間流出不同組分，使組分表現出彼此分離的狀態，通過相應記錄、鑒別系統，對色譜柱流出不同組分的濃度、時間色譜圖進行繪制，按照色譜圖里顯示的順序、出峰時間能夠定性分析化合物，按照峰的面積大小、高低狀況能夠定量分析化合物，利用其測定工業甲醇中氧化物組分具有一定的現實意義。

二、 工業甲醇概況

一般來講，常溫下工業甲醇為一種易燃燒、氣味刺激性大、易揮發、透明、無色等特點的有毒液體。它有著非常廣泛的用途，不但能夠當成大量有機物的溶劑，還能夠用到合成蛋白質、染料、農藥、醫藥、塑料、甲醛、合成纖維這類工業生產之中，屬于有機化工原料。工業甲醇具有非常活潑的化學性質，可以進行羰基化、酯化、氧化等多種類型化學反應，而且沒有酸性，雖然它的分子組成可以當成堿性羥基，但是也不會表現出堿性，針對石蕊、酚酞表現出中性的特點。

工業甲醇使用的是英國ICI公司特有的專利，將乙炔尾氣當作基本原料，通過銅基觸煤，經過造氣—脫碳—合成—精餾這一工序進行制作，其性能標準應滿足GB338-92的有關標準。工業甲醇、柴油、汽油還有一些其他種類物質經過混合，能夠變成用途不同的民用、工業用染料，而且混合汽油、工業甲醇以后能夠用于運輸業中車輛的燃料。在包裝方面，工業甲醇需要使用鐵質的桶、船、槽車等進行包裝，并確保其清潔性與干燥性，不定期對其進行干燥與清洗。工業甲醇需要存放在低溫、通風、干燥的危險品倉庫，防止被日光直接照射，和火種、水蒸氣、二氧化碳、絕熱緣進行直接隔離，存放的溫度需要在30攝氏度以下，存放的時間為六個月。鐵桶、船、槽車裝運工業甲醇的時候需要把膠皮墊添加于螺絲口，確保其密封并防止出現漏損現象，運輸的工具還應配備相應接地的設施。由于工業甲醇的氣體、液體都有極大的毒性，因此需要防止人們吸入工業甲醇蒸氣或是皮膚直接接觸，若不慎有工業甲醇接觸到眼睛、皮膚時，需要及時使用清水進行沖洗。開展工業甲醇各項作業的工作地點都需要配備防護眼鏡、橡皮手套、防毒面具以備不時之需，并且要將劇毒、易燃等危險標識標注在容器上面。

三、 氣相色譜法測定工業甲醇里的氧化物組分

（一） 氣相色譜法

1. 氣相色譜法概況

在色譜法中，氣相色譜法是其中一種，簡稱為GC。在色譜法里包含固定相、流動相這兩個相，若把液體當成流動相，則稱之為液相色譜，若把氣體當成流動相，則稱之為氣相色譜。氣相色譜法根據不同的固定相選取能夠分成兩類，若固定相使用的是固體吸附劑，則稱之為氣固色譜，若固定相使用的是涂抹固定液的單體，則稱之為氣液色譜。從分離色譜的原理來看，氣相色譜法主要包括分配色譜、吸附色譜這兩種，氣固色譜將吸附劑當成固定相，是吸附色譜，而氣液色譜則屬于分配色譜。從操作的形勢來看，氣相色譜是柱色譜的一種，按照色譜柱不同的粗細，能夠將其分成毛細管柱、填充柱這兩種。填充柱把固定相裝到金屬管、玻璃管的里面，管應具有2毫米至6毫米的內徑。毛細管柱包括填充型毛細管柱與空心型毛細管柱，空心型毛細管柱在內徑為0.1毫米至0.5毫米的金屬、玻璃毛細管內壁之上直接涂抹固定液，填充型毛細管柱屬于近些年剛出現的一種類型，主要是在厚壁玻璃管里裝進一些多孔性的固體顆粒，隨后加熱并拉制為毛細管，通常其內徑是0.25毫米至0.5毫米。具體工作的過程中，使用的氣相色譜法主要為氣液色譜。

2. 氣相色譜法原理

氣相色譜系統主要包括流動相、固定相、吸附劑，在管柱一端添加將要分析與分離的樣品，因為針對樣品的不同組分，固定相具有不同的溶解、吸附等能力，也就是對于流動相、固定相、不同組分在分配系數上存在一定差異，所以組分在流動相、固定相兩者間多次、反復地分配與移動的時候，不同組分會順著管柱產生不同的運動速度，若組分的分配系數不大，則固定相滯留組分的時間就會很短，可以在色譜柱末端快速流出。根據流出組分的濃度、進樣時間這兩個數據進行作圖，獲得的圖形就是色譜圖。固定相在色譜柱里的存放方法主要有兩類，一類是將顆粒狀的吸附劑或是涂抹固定液的固體顆粒裝到柱內，另一類是對毛細管柱內壁進行化學交聯、涂抹固定液，前者是填充式的色譜柱，后者是毛細管式的色譜柱。

（二） 氣相色譜法測定工業甲醇中氧化物的主要策略

1. 研究背景

某公司工業甲醇制烯烴設備在我國是第一個建成和試車生產的工業甲醇制烯烴設備。在工業甲醇制烯烴的不同生產環節之中，產品具有十分繁瑣的組分。按照工業中煤制甲醇的有關工藝，在進行生產時經常會有很多含氧化合物、烴類，并包含酮類化合物、酯、醇、高級烯烴、高級烷烴等。若定量分析或者定性分析工業甲醇里含有的不同種類含氧化合物、烷烴，既能夠對生產出的甲醇性質、組成進行充分了解，對反應條件進行優化和改善，使出現的副產物更少，還能夠引導化工深加工，更好地使用工業高級醇酯這一原料。相關統計顯示，當前研究存在于工業甲醇里醇酯組分的有關測定方式，通常為測定酒類和其他食品的醇組分，這種測定的方式在很大程度上由于產物來源的局限性，無法對分析甲醇氧化物的工作進行適用，而且研究高級醇酯組分的有關分析方式非常少。在這一背景下，該公司按照工業甲醇的組分特性，對離子檢測器、液體進樣器、氣相色譜儀進行了使用，對流路進行分析與配置，經過參數與方法的優化，對分析方法進行建立，有效定量分析了幾十種類型工業甲醇里的氧化物組分。氣相色譜法靈敏度高、重復性好、精準性高、便于操作，有利于快速測定工業甲醇里的氧化物組分。

2. 測定方法

本次測試主要使用的儀器是氣相色譜儀，并對進樣器進行了配置，毛細管色譜柱是主要的色譜柱，聚乙二醇是主要的固定相，離子檢測器是主要的檢測器。借助質譜定性來明確工業甲醇里的氧化物類型，甲醇作溶劑色譜純的純度應超過99.99%，其他試劑色譜純的純度應超過99.50%。在制備標準的樣品時，本次測試溶劑使用的是甲醇，把測試所需試劑與色譜純甲醇放到0攝氏度至5攝氏度的低溫條件下當作備用，采取稱量法對標準的溶液進行配置。在選擇實際的樣品時，應根據相關測試標準在生產管線、樣品儲罐里進行采樣工作，從而使樣品的采集具有較好的代表性，利用科學、合理的步驟盡可能使損失的脂類分析樣品減少。

3. 色譜分析與質譜定性

以質譜-色譜的全模式掃描為基礎，定性分析該公司在煤制甲醇時的副產物為甲醇，具體的質譜條件是：離子源應達到200攝氏度的溫度，EI電子能量應達到70eV，四級桿應達到200攝氏度的溫度，傳輸線應達到250攝氏度的溫度。使用氣相色譜法能夠對工業甲醇里的組分含量進行精準測定，通過適合的色譜條件、色譜柱選取，以及適當的離子檢測器的運用，能夠將不同組分全面分離，做到定量的精確與準確，借助外標法還能對該化合物含量進行獲取。經過一系列考察，對色譜分析最適合的條件進行了明確，氣化室應具有100攝氏度的溫度，分流比應為40比1，檢測器應具有250攝氏度的溫度，色譜柱應具有50攝氏度的初始溫度并保持10分鐘，升溫的速率應達到每分鐘20攝氏度，柱應具有220攝氏度的終溫，載氣氮氣應具有每分鐘6.5毫升的流速。對于各種儀器應經過大量測試對操作色譜最好的條件進行確定并選取，實現不同分峰的完全分離，或是對分析效果相似或更好的色譜條件進行選取。

測試的主要過程是按照質譜條件定性測試樣品的組分，主要的目標組分是定型化合物，對標準的溶液進行配制，根據色譜分析的條件開展氣相色譜有關的分離測試，并對測定工業甲醇里的氧化物組分方式進行構建。

4. 測試結果

根據色譜分離的有關條件來測試標準樣品，獲得不同組分的保留時間、出峰順序并進行統計。從統計結果中發現，在溶劑是甲醇的情況下，工業甲醇里的氧化物都獲得全面分離，而且分離程度非常高。要想對測試的條件進行改善與優化，需要把不同組分峰面積當成縱坐標、把相關質量百分數當成橫坐標對標準曲線進行建立，各組分標準曲線都是可以過零點并且和質量相對應的百分數直線，不同組分應具有超過0.99的線性范圍。因標準的溶液里有非常繁瑣的化合物組分，且各類化合物的官能團、化學結構各具特點，因此在離子檢測器上它們具備不同檢出限，檢出的范圍是每千克0.5毫克至每千克30毫克。

5. 精密度

在進行加標回收率的測試時，實際樣品是該公司的工業甲醇，加標物質是具有代表性的冰乙酸、正丙醇、正辛烷、乙酸甲酯等，將高濃度、中濃度、低濃度等不同水平加標物質添加到工業甲醇里面，要求混合工業甲醇與加標物質以后溶液具有100克的總質量，各個濃度水平進行八次平行測定，通過計算可得到相應精密度與加標回收率。從計算結果中可以發現，加標回收測試中冰乙酸、正丙醇、正辛烷、乙酸甲酯的加標回收率都處于97%至99%之間，精密度比2%要小，符合規定的95%至105%加標回收率與低于3%精密度的測定要求。

在完成以上測試步驟之后，還需要測試實際的雜醇油樣品。借助氣相色譜法，開展該公司雜醇油的有關樣品測試，對于不同樣品開展八次平行測試，通過計算可得到相應精密度、平行測定數據的結果。從計算結果中可以發現，雜醇油樣品組分具有2.6%的精密度，滿足該公司低于3%精密度的要求，因此氣相色譜法能夠定量檢測煤制甲醇里的含氧化合物。經過以上測試不難發現，把該公司的工業甲醇、雜醇油當成試驗樣品，采取氣相色譜法，優化方法參數與色譜柱的選取，定量、定性分析了工業甲醇里的多種含氧化合物，又利用精密度測試、加標回收測試，證明此方法滿足測定要求。

四、 結語

總而言之，借助氣相色譜法進行工業甲醇里的氧化物組分測定具有十分重要的意義。相關人員應對工業甲醇概況有一個全面的認識，根據自身實際情況明確測定方法，進行色譜分析與質譜定性，從而獲得所需的測試結果，讓自身生產出的工業甲醇全面符合相關標準。

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作者簡介：

閆輝，寧夏回族自治區銀川市，寧夏工商職業技術學院。