淺談氣體中微量乙炔測定方法

魏麗娟

摘 要：近年來由于國內外由于空分設備中乙炔含量超標引發的爆炸事故時有發生，給我們一次次敲響著警鐘。很多企業現階段采用的乙炔測定方法還停留在上世紀60年代。正所謂凡事預則立不預則廢，為什么一定要對氣體中微量乙炔進行嚴格測量呢？對于氣體中微量乙炔現階段主流有效的方法有哪些呢？本文就這些問題展開討論，對現階段各種微量乙炔測定法進行簡述和點評。

關鍵詞：空分設備；乙炔；測定方法；微量

1、對空分氣體中的微量乙炔的原因

眾所周知在乙炔的是做過程中需要空分裝置，空分裝置是以天然氣為基礎制作乙炔必不可少的裝置。但是空分裝置中的原有空氣中含有微量的乙炔，很容易隨著蒸餾過程進入分餾塔。由于乙炔本身的化學性質及其活潑（因為乙炔含有碳三鍵），而且溶解度不大，一旦蒸餾過程中乙炔含量超標，乙炔就會以固體形式析出，固體形式活潑性與液體和氣體相比都要大，一旦這些固體乙炔和液氧相遇，達到一定濃度要求后，必然會引發爆炸，輕者蒸餾設備報廢，重者引發火災導致人員傷亡。因此說測定空分設備中的乙炔含量意義重大，對于牽扯到人身安全的問題，必然要受到更多的重視。

2、氣相色譜法測定空分氣體中的微量乙炔

2.1 氣相色譜法測定空分氣體中的微量乙炔原理簡介

利用色譜柱對氣態和固態的吸附力差別來進行鑒定，當帶有微量乙炔的待測氣體通過色譜柱時，必然會經歷一個脫離重新依附的再分配過程，當帶有微量乙炔的待測氣體通過一段色譜柱長度后，根據氣體吸附力的不同會按順序通過氫氣火焰檢測裝置，這種檢測裝置最大的特點就是會根據通過氣體的含碳量量的不同產生不同的電流型號，將產生的這種微弱的電流信號進行放大處理之后，記錄下來，根據記錄數據就可以繪制出實驗氣體的各組份的色譜圖，根據色譜就可以對實驗氣體進行定性和定量的計算。

2.2 氣相色譜法測定空分氣體中的微量乙炔實驗過程簡介

氣相色譜法測定空分氣體中微量乙炔大致實驗步驟分為六步，實驗儀器的選定——采樣方法的確定——分離條件的確定——實驗氣體體積的選定——實時實驗——結果分析計算。每一步的選擇都在至關重要，直接影響到實驗結果的準確性，下面就其中較難的步驟進行簡要介紹。

采樣方法選擇：因為待檢測的實驗氣體都是在蒸餾塔內，取出的采樣氣體如何保證不受采樣方法的影響至關重要。一般情況下將取樣得來的待測氣體放入到保溫桶中，用排盡空氣的針筒取少量待測液后將針筒前段橡皮管夾好（防止外界空氣進入），帶取樣液體完全汽化后在進行檢測。（針筒中活塞是可伸縮的，在液體汽化過程中活塞會移動，不會爆炸的）

實驗氣體體積的選定：經過多次的實驗對比分析，我們發現當選用5ml作為待測體積時測量的結果最好。因為只有這樣才能將乙炔的最小檢測濃度達到安全要求，同樣的，由于實驗儀器的限制，多次調試后對空氣流量，氫氣流量都有明確的要求。

實時實驗：在實時實驗的時候選擇逢高增量法進行定性測量，經過實驗測得，

峰高由高至低一次代表著甲烷、乙烷、乙炔、丙烷等，對比實驗氣體峰高值，就能判定測量氣體的化學成分，這就是峰高定性測量法。單獨定性測量肯定不行，主要還是要進行定量測量，定量測量的方法是通過對比絕對校正因子得到的，通過標準實驗得到一系列濃度乙炔含量的絕對校正因子，只要將測試氣體的校正因子與之比較，就能得出測試氣體乙炔含量。

2.3 氣相色譜法測定空分氣體中的微量乙炔的不足

氣相色譜法測定空分氣體中的微量乙炔與傳統的目視比色法要好很多，目視比色法由于人為的誤差和方法本身存在的缺陷，導致測量結果準確性差，不具有說服力。而且相較而言，氣相色譜法分析速度更快，靈敏度更高且分析所需的實驗樣品也比較少。但也是存在其缺點的。首先，實驗過程繁瑣，由于需要通過峰高定性和絕對因子定量對比，所以實驗過程中需要找到標準的峰高圖和標準的絕對因子圖，而且濃度在小范圍內變動得到的絕對因子也變化較小，所以定量計算來說，絕對因子的方法不能夠測量乙炔含量低的氣體。其次，色譜固定相的選擇比較復雜，需要根據被測氣體成分來選擇，色譜固定相的選擇直接影響到結果的準確性，而對于色譜固定相的選擇需要專家分析決定，因此就限制了該方法的廣泛使用。

3、光電比色法測定純氧氣體中的微量乙炔濃度

上面介紹了氣相色譜法測定空分氣體中的微量乙炔有其有點當然也有其不可忽視的缺點。在實際生產過程中，對于原料空氣的乙炔含量鑒定大都采用上述的色譜分析法來鑒定，但是對于純氧中的乙炔含量鑒定就不再適用，以前人們常采用目視比色法來進行純氧中乙炔含量的鑒定，但是這種方法人為參與度高，且靈敏度不高，有時候誤差很大。相比較而言，現在對于純氧中乙炔含量多采用靈敏度更高的光電比色法。

3.1 光電比色法測定純氧氣體中微量乙炔濃度的基本原理

光電比色法的基本原理就是利用有色液體對不同波長一首程度的差異來判斷溶液中各成分的濃度。對于純氧中混入少量乙炔的混合液體來說，乙炔濃度的不同導致液體同某一種波長吸收能力不同，測定一系列不同濃度的乙炔和純氧的混合溶液的的波長吸收能力，測定吸收能力的差異就能對比得到待測溶液中乙炔的濃度。

在實際造作過程中采用的單色光是將光源發射的光經過綠光片過濾得到，這種一定波長寬度的光近似認為是單色光。讓經果濾光片后得到的近似單色光通過有色溶液后照射到光電板上，光電板根據光的強度大小對應產生不同的電流，這樣就可以直接通過電流大小這種直觀的數據來反映溶液的吸收光波的能力，進而判斷溶液中乙炔的濃度。

3.2 光電比色法測定純氧氣體中微量乙炔濃度的實驗過程

首先就是配置標準濃度的乙炔，這個在化學上長采用九水硝酸鉻與六水硝酸鈷反應得到乙炔溶液，再將乙炔溶液稀釋到所需濃度即可配制出乙炔標準液。將一系列的不同濃度的乙炔標準液密閉封裝后用專業儀器測量不同濃度乙炔標準液對應的光密度，根據測得的濃度光密度數據繪制標準曲線用于實驗對比。其次就是配制乙炔的吸收液，這種也缺吸收液作用巨大，主要功能就是可以吸收氣體中的微量乙炔，這種標準液的配制要求很嚴格，因為這將直接關系到液體能否完全吸收液氧中的乙炔。常用的三水硝酸銅和濃氨水發生化學反應配制成A液，用鹽酸羥胺和無水乙醇反應配制B液，使用時將一定含量的A液和B液混合即可，這種吸收液最大的特點就是無色透明。

3.3 光電比色法測定純氧中乙炔濃度的不足

光電比色法相較于前面提到的兩種方法，有很多的有點，比如靈敏度高，操作簡單等。但是也有其自身的局限性和缺點。首先就是乙炔標準液和乙炔吸收液的配制問題，實驗都是由人來完成，人的操作不可能精確度很高，每次配制都會有誤差，這些誤差的累計都會體現在最后的測量精度上。其次就是標準液配時后并不是立即使用，保存過程再好也有稀釋的可能，等再次使用的時候很難保證就是你當時所需的濃度啦。還有實驗過程中光線因素的影響，這些都是客觀存在的因素也都對實驗精影響很大。

結論：

通過對現階段乙炔濃度測量的幾種方法的簡介和比較分析，讓人們對現存測量技術有一定的認識和了解，為以后學習乙炔測定的學習提供參考。

參考文獻：

[1]張鵬程.光電比色法測定液氧中微量乙炔[J].冶金動力，1998（06）：33-35.

[2]牙金艷.乙炔中磷化氫測定方法的改進[J].化工技術與開發，2011，40（12）：42-44.

[3]陳小萍.氣相色譜法測定乙烯中微量乙炔的方法改進[J].廣東化工，2007（10）：107-109.

[4]李紹南，陳洪.空氣-乙炔火焰原子吸收法測定湖泊底泥中銅鉛鋅鎘鉻鎳十種消化方法的比較[J].分析化學，1986（03）：222-224.

[5]桂光燕.燎原廠乙炔站及附近大氣中乙炔含量的測定[J].深冷技術，1977（03）：60-62.