1,4-丁二醇蒸餾底物解聚溶液組成的分析方法研究

陳維軍

（新疆國泰新華化工有限責任公司 有機化工事業部 831700）

0 前言：

本文所選擇分布分析法中，被用于液液萃取的萃取劑，以正辛醇為主，利用實驗對液液平衡的相關數據進行測定，再借助相關模型，完成對以活度系數為核心的模型的建立工作，將其與平衡數據進行關聯，在此基礎上，利用有機相組成，對水相組成加以預測，由實驗結果可知，此方法既可為實驗準確性提供保障，又能夠精簡不必要的流程，具備突出意義。

1 實驗方法

作為有機化工原料的BDO，在化工、醫藥等諸多領域得到了廣泛應用，圍繞其展開的研究，正在變得更加深入。

1.1 實驗試劑

本次實驗所需試劑，主要有去離子水，正辛醇，1,2-丙二醇，1,4-丁二醇，其中，正辛醇、丙二醇及丁二醇均有純度要求，應當引起重視。

1.2 實驗設備

本次實驗所需設備，主要有FID 檢測儀、進樣器、攪拌器、反應器、天平、水浴槽與氣相色譜儀，其中，進樣器規格為10μL，反應器規格為50mL[1]。

1.3 分析條件

1.3.1 繪制曲線

定量法所參照內標物為1,2-丙二醇，首先，對濃度不同的溶液進行配制，其次，根據溶液質量，對內標物進行添加，最后，利用氣相色譜，對溶液的實際構成情況加以分析，在線性回歸的輔助下，完成對校正曲線進行計算的任務，保證BDO、正辛醇均有相應的回歸公式。

1.3.2 氣相色譜

本次實驗所選用氣相色譜對柱溫進行升高所依托的工具為小程序，初始溫度為140℃，經過0.5 分鐘的保溫后，以每分鐘25℃的速度，上升到240℃，此時，再進行2 分鐘的保溫。

1.4 實驗流程

將實驗室溫度控制在30℃左右，由于水、正辛醇所對應互溶度極小，因此，出于對平衡組成進行準確測定的考慮，有關人員借助攪拌器、反應器和水浴槽，完成對平衡釜加以設計的任務。待實驗開始后，先對水浴槽進行加熱，待水溫升至符合實驗要求的30℃后，有關人員再向平衡釜內加入BDO、正辛醇及水，通過對轉速進行調節的方式，將溶液置于湍流的狀態下，經過2 小時攪拌、2 小時靜置后，溶液呈現出了較為明顯的分層情況，此時，利用注射器對水相、有機相的樣品進行取樣，根據特定比例，將內標物加入保存樣品的容器內。觀察實驗現象可知，若溶液、內標物所對應質量比被控制在0.3，在常溫環境下，所取樣品往往不會出現分層的情況，應當引起重視。

2 結果討論

2.1 方法概述

利用Reppe 對BDO 進行生產時，所依托工具以刮膜蒸發器為主，對其加以運用的條件使真空、高溫，難度較高。多數情況下，BDO 都會出現自聚的情況，這也為醇醚低聚物及類似物質的形成奠定了基礎，而此類物質的特點，主要表現為揮發難度大。實驗結果表明，由此而形成的底物，可利用水解解聚的方式，達到對BDO 進行回收的目的。具體解聚方式如下：催化劑選擇稀硫酸，按照特定比例對其與底物進行配置，再置于150℃的環境中7 小時，便可獲得所需單分子，對其進行減壓蒸餾等處理后，便能夠得到大量BDO。但是，該方式存在較為明顯的不足，即：溶于解聚溶液的無機鹽、金屬離子，均增加了對氣相色譜加以應用的難度。

現階段，涉及BDO 的文獻較少，瀏覽現有文獻，可得出以下結論：BDO 擁有較高的沸點和粘度，對其含量進行分析時，所借助的工具以氣相色譜為主；有大量離子存在的解聚溶液，對離子進行徹底去除的難度較大；色譜柱不具備向含水樣品進行直接進入的條件，因此，只有經過處理的樣品，才能被用來對組成加以分析。關于有機物含量分析，常用的方式為液液萃取，具體流程如下：首先，根據水溶液、所含有機物特點，對萃取劑進行選擇，以特定濃度范圍為依據，對溶液進行配制；其次，利用萃取劑、氣相色譜法，完成分析工作；最后，得出相應結論，即“在濃度范圍特定的前提下，溶液濃度、峰面積所展現出的關系為線性相關”。綜合現有研究所得結論可知，若溶質濃度呈現出不斷擴大的趨勢，溶質濃度、萃取相組成所表現出關系，將不再符合線性相關的特點，也就是說，該曲線僅適用于較窄的范圍，無法滿足本次實驗所提出要求，故本次實驗選擇分布分析法，為所得結論的有效性提供保障[2]。

2.2 相圖分析

結合實驗結果可知，若所加入正辛醇、水的質量相同，受互溶度較小影響，加入二者的溶液，通常會出現較為明顯的分層現象，此時，再加入大量BDO，不僅會使二者互溶度得到顯著增加，還為摩爾分率的增加提供了支持，互溶現象往往會以更直觀的方式被呈現出來。

2.3 方法概述

先以相平衡所適用判據式為依據，對UNIQUAC 模型所對應關系式加以判定。在實際計算時，有關人員只需對溫度、某液相數據進行給定，再對活度系數方程加以運用，便可獲得其他液相數據。本文所研究體系由醇類物質構成，擁有較強的極性，對含有大量金屬離子的溶液而言，較易使液液平衡受到影響的元素為電解質，因此，在完成計算任務時，有關人員應以活度系數為依據，對模型加以選擇，事實證明，UNIQUAC 模型更符合計算要求，所得出結論也更為準確。

2.4 能量參數

本文所選用模型的能量參數，主要是對實驗數據進行單純回歸所得，在對有機相組成加以明確的前提下，有關人員可利用所獲得參數，完成對水相組成進行計算的任務。以實驗所得有機相的準確組成數據為依據，借助模型完成計算，所得數據和預測數據的摩爾分率較小，表明本文所選擇實驗方法切實可行。

2.5 測定BDO

保證實驗條件、數據不變，對正辛醇、待測溶液進行定量獲取，通過液液萃取的方式，獲得分析氣相色譜所需有機相，對有機相組成加以明確，再利用UNIQUAC 模型完成對萃余相實際組成進行計算的任務，方可獲得BDO 含量的準確數值。

2.6 準確度判斷

出于對模型預測所具有可靠性加以驗證的考慮，在符合模型利用要求的范圍內，對含有10%BDO 的溶液進行配置，根據上文所提及實驗方法，對8 份樣品進行測試，測試所得平均值與標準值的差距較小，由此可見，本文所討論測定方法，擁有良好的準確性，可被用于類似實驗的開展。

3 結論：

上文以含有一定量離子的BDO 為研究對象，以液液萃取為切入點，圍繞溶液組成展開了討論，實驗所得數據和計算結果間，僅存在極小誤差，滿足穩定可靠、便于分析的要求。通過對多方因素進行綜合考量的方式，得出“此方法可被用于對工業生產進行頻繁檢測”的結論。