气相色谱法测定苯乙烯中烃类杂质含量
2021-04-08
来源:尚佳旅游分享网
广170 东化工 2017年第19期 WWW.gdchem.com 第44卷总第357期 气相色谱法测定苯乙烯中烃类杂质含量 付振方1,张文杰1,董晓莲2,王琼 ,周佳 ,王红松 f1.常州I进出口工业及消费品安全检测中心,江苏常州I 213022; 2.SGS通标标准技术服务有限公司常州分公司,江苏常州I 213022;3.常州I出入境检验检疫局,江苏常州213022) [摘石英毛细管桂(6O m×0.32 mm×0,25 mm),分离是在恒温下进行, 要]用气相色谱法对苯乙烯中杂质进行分析。色谱柱为HP—INNOWAX 比值与其浓度线性关系良好,烃类杂质平均回收率在89.8.103.7% 分流速度150 ml/min,检测器为氢火焰离子化检测器(F1D),内标法定量 峰丽积 之间,相对偏差在O.15-2.75%之间。本方法简便、准确、重现性好。 [关键词】气相色谱泫:苯乙烯烃类杂质含量;ASTM—D5135 【中图分类号】O65 [文献标识码]A 【文章编号]1007-1865(2Ol7)19・O17O—O2 Determination the Impurities of Hydrocarbon in Styrene by Gas Chromatography Fu Zhenfang ,Zhang wenjie ,Dong Xiaolian ,Wang Qiong’,Zhoujia ,Wang Hongsong (1.Changzhou Safe Testing Center for Entry-Exit Industrial and Consumable Products,Changzhou 2 1 3022 ̄2.SGS Standard Technology Service Co.,Ltd.,Changzhou 2 1 3022:3.Changzhou Enty—exirt Inspection and arantine Bureau of People,Changzhou 2 1 3022,China) Abstract:The impurities in styrene were analyzed by gas chromatography.The chromatographic column was HP—INNOWWAX quartz capillary column(60 m ̄0.32 mmx0.25 nun),and the separation was performed at constant temperature,split speed I 50ml/min,detector for hydrogen flame ionization detector(FID),and internal standard method for quantiicatifon.The peak ratio has a good linear relationship with its concentration.The average impurities accuracy is between 89.8・103.7%and the relative deviation is between 0.15-2.75%.The method is simple.accurate and reproducible. Keywords:gas chromatography;determination the impurities ofhydrocarbon:ASTM—D5135 苯乙烯是一种重要的化工基础原料,由其衍生的化工产品用 途十分广泛。如由苯乙烯聚合而成的聚苯乙烯具有隔热、隔音、 耐低温、吸水性小且质轻等优点广泛用于建筑、包装及制冷行业 [1-21;由苯乙烯和丁二烯制成的丁苯橡胶具有耐磨、耐老化而用于 轮胎、医疗器械、汽车零件等[3】:用于生产注塑产品、板材、电 子产品、文体和活动房屋等的ABS树脂是由丙烯腈、丁二烯和苯 乙烯聚合而成,其具有耐油、耐水、化学稳定、电性良好等优点 【 】;而通过改良的丙烯腈和苯乙烯共聚生成的SAN具有一定的硬 度、耐腐蚀等优点而用于日化、家电行业等等【51。此外,由苯乙 烯生产的不饱和聚酯树脂、苯乙烯系热塑性弹性体等还应用在涂 料、制药、燃料、农药乳化剂及选矿剂等方面,所以对于工业苯 乙烯的品质检测尤为重要。 目前,关于工业苯乙烯纯度及其杂质的测定方法[ 0】主要有美 国材料试验标准(ASTM)和我国国家标准。根据ASTM要求需定 量检测12种不同烷烃杂质,我国国家标准除了采用了美国材料试 验标准的内标法外,还增加了归一法和DB.FFAP极性柱的使用。 由于苯乙烯的生产原料及其工艺复杂,所以通常采用加标法扣除 本底烃类杂质的含量,之后再使用内标法计算样品各个杂质的含 量。不过在我们使用AsTM推荐标准时发现有7种烷烃杂质分离 不理想,需要分成多组检测,大大增加工作量,而对于含多种烃 类杂质的苯乙烯准确的检测方法尚未报道。 为此,本文开发了使用HP—INNOWAX石英毛细管柱,采用 恒温内标定量法建立一种操作快速,准确可靠的分析方法(以下简 称为DPTC方法),可满足对于含多种杂质苯乙烯烷烃的测试。 (99.9%,Dr.Ehrenstorfer GmbH);f司二甲苯(99.8%,Dr. Ehrenstorfer GmbH):内标物:正庚烷(99.0%,上海安普)。 1.2测试条件 1.2.1色谱条件 色谱柱HP.INNOWAX(60 mx0.32 mmx0.25 mm,美国安捷 伦);柱箱85℃,保持30min,进样口230℃,检测器230℃, 流速1.2 mL/min,分流速度150 mL/min,进样体积0.5乩及 ASTM—D5135推荐色谱条件。 1.2-2定性及两种方法系统适应性分析: 在苯乙烯基液中加入上述烃类杂质及正庚烷进行色谱分析, 分别按照ASTM—D5135和DPTC色谱条件进行色谱分析,结果见 表1。 1实验部分 I.1主要仪器与试剂 1.1.1仪器和设备 7890A气相色谱仪(配有FID检测器,美国安捷伦);ALl04 电子天平(瑞士,MettLerToLedo公司),精确至0.1 mg: 1.1.2苯乙烯基液 苯乙烯基液(99.0%,上海安普): 1.1_3烃类标准品 0【.甲基苯乙烯(99.7%,TCI);乙苯(99.9%,Dr.Ehrenstorfer GmbH):丙基乙苯(99.5%,Dr.Ehrenstorfer GmbH);异丙基苯 (99.5%,Dr.Ehrenstorfer GmbH);对甲基苯乙烯(99.0%, Damas-beta);3.甲基苯乙烯(99.0%,ALfa);苯乙炔(99.0%,上 海安普);间甲基乙苯(99.0%,上海安普1;对甲乙苯(99.0%,阿 拉丁):邻二甲苯(99.0%,Dr.Ehrenstorfer GmbH);对二甲苯 【收稿日期】2017—07.25 1.2_3定量分析: 1_2_3.1标准混合溶液配制: 以归一法计算DPTC条件苯乙烯基液中各个杂质的含量,并 配制标准混合液。具体操作为取50 mL棕色瓶,称量。加入约30 mL苯乙烯基液,称量;再依次加入适当标准品,摇匀,此为混 合标准母液。另取50mL棕色瓶,称量,加入约25mL苯乙烯基 液,称量,加入并称量上述混合液l mL。取该系列混合液加入到 20.0 mL容量瓶中,并精确加入lO 内标液,混合溶液定容,摇 匀,配制成各个烃类内标液,结果见表2。 1.2-3.2线性溶液及回收率溶液配制: 取50mL棕色瓶,称量,加入约25mL苯乙烯基液,称量, 分别加入并称量上述混合标准母液0.5、2、4、6 mL。取该系列 混合液加入到20.0 mL容量瓶中,并精确加入l0 pL内标液,混 合溶液定容,摇匀,配制成各个烃类内标液,进行色谱分析,结 果见表3: 1.2_3_3苯乙烯基液配制: 取20mL棕色容量瓶,精确加入10 内标物,用苯乙烯基 液定容,进行色谱分析,以上称量都精确至0.1 mg,计算最终各 烃类杂质的含量,精确至0.0001%。 2结果与分析 从表I可以看出在不改变ASTM—D5135推荐色谱方法中的分 流比,减小进样体积反而提高了各个烃类色谱响应值,同时在恒 温85℃下烃类杂质的分离度得到提高。该方法RSD在 0.15%~2.75%,重复性好,回收率在89_8%和l o3.7%之间,同 时线性相关系数不低于O.999,均得到满意的结果。 [作者简介]付振方(1986 ),男,安徽人,硕士研究生,主要研究方向为化工分析。 为通讯作者。 201 7年第l9期 广 东 化 工 WWW.gdchem.corn 1 7 1 第44卷总第357期 表1 两种气相方法分离度及响应值 .1 AnaLyticaL resuLts ofresoLution and response vaLue test 3结论 本研宄经反复探索所选fIj的色i普条什能够使样 朵顺分离度 叫湿提高所测择个杂质响心值也得到提高,在线性和刚收率上也  ̄tt-fq满意结果.方法重现性好。对于扩夫苯乙烯尔埙 本底的研 究 有很重臻的借鉴意义。 1—2. [3]李玉芳,李明.r苯橡胶 技术进腱及 内外市场 ̄yfJi[J].化I 经济,2007.25(1):54.56. [4]f ̄lJ-,{3荣, 璇.世界ABS牛产sr ̄4Z及技屣趋势[J1. 际化I: [5】高俊刚.} 东,杨利庭.ACS树脂的合f 及 t%fiet ̄Jf究【’l1.合成树晰埂 塑料,1994,Il r4、:28. [6]ASTM Internationa1.ASTM—D5】35一l 6.Standard"lest Method tbr Analy s s of Styrene by Capillary Gas Chromato—graphy[S]United States:ASTM Internati0na1.2Ol6. 参考文献 【1】崔康.苯乙烯 产技术新进展及市场分析….乙醛醋酸化 24. 2013(6) [!]周仕东.苯乙烯和聚苯乙烯及其环境问题【II].化学教fi.2003,24(6) (卜转第1 57 ) 2017年第19期 广 东 化 工 WWW.gdchem.com l57 第44卷总第357期 3.6泉结ffJ对比 立式高速泵为管道式安装, 地空间相对较小,不需要挖坑 等 建_I= 立式筒袋泵 卜} 轮级数较多,泵体乖Jl较大,Ⅱ需 要在 建阶段即考虑挖坑安装等1:作。 …j I,I.-q…-一一一一一一200 :::j ~ { l… Z…j 一— -_鼍釜. ~ 一 ・1宣a l PHhn_d血- ∞ ^I 曲I.o-mm 一—'160 — 140 t =。 -i…{ … =j :w j :j ,a~r 一 ~ 一l:■自蕾 r。一—一 昱D 60 40 /00 =j 0 2O 40 6o ∞ 100 A0w Rate(m3/'n) 图3立式高速泵性能曲线 Fig.3 Performance curve of OH6 pump 7∞ 660 62o 205 r捕’ l } { 』 I~… }2oo nwl 58O 一 — ==—= = :. . … =…— 一… 一 .∈54o 500 — 、 ‘工460 420 城 nm 。 380 340 / 一 / 一 ~ _ ~ … 。‘一 }j _ \ 、 \ \ 、\一 .j~ _i一一~ \ ~ 一 5o 60 70 80 90 100 I1O 120 3oo 0 10 2o 30 40 Flow・m3,h 图4立式筒袋泵性能曲线 Fig.4 Perlbrmance curve of VS6 pump 3,7轴向力对比 j厂式高速泵属于离心泵,fJ=l足 没有太大的轴Ih]力,j| 由 于一方面是除 导轮外只有…级叶轮,另一方丽是}f]于立式高速 泵是开式或半开式直叶轮,没有前后盖板,所以轴向力较小。 而 式筒袋泵为多级径流代Ⅱ 轮(也有 间导叶斜流 叶 轮1,通常轴向力较大,需要厂家精确计算的平衡鼓来、 衡掉人部 分轴向力,对于设itDH工制造的要求较高。 懈s} ∞ ∞ ∞ 5: ∞辩 ∞余 【 观的更优秀,而立式高速 大流量的工况下必颈采 伸 0 刖二级增速的 i构形式,导致泵整体价格对比立式筒袋泵j}无优 协:辞. Q£ p幂一4结论 通过几个操作工况的举例,并Il比较了两种泵 的 能III]线 和泵结构上的区别。虽然立式简袋泉相比较立式,岛述泵仃采 础 工程较复杂以及轴向力大等缺点,fIf任聚丙烯装置 模 增大 的背景下, 式筒袋泵更加遁合人流量的工况,住效 以及汽蚀 小流 的工况卜, 代筒袋泉 此工况下操作点已接近泉 的最小连续流 ,振动会较大。立式I箭速泵的操作点则通常都 最佳效率点 近,泵整体运行情况 稳定,同时泵的价格也更低。 综上所述,小流量的1 况卜推荇.征式高速泵,大流量时立式 简袋泉足ll卫 的选择。 (本文文献格式:姚菁琪.聚丙烯装置丙烯进料泵选型应用[J].广 东化工,201 7,44(19):155—157) (I 接第17l ) 家顺精监督舱验榆疫总} .罔家标准化箭胖委员 全.GB/TI2688 1—2011,E,Ik J: lJ苯乙烯试验方法[s].北京:llI训泳 I Jl1版 ,t,J (本文文献格式:付振方,张文杰t董晓莲,等.气相色谱法测定苯乙烯中烃类杂质含量[J].广东化工,2O17,44(19):1 70—1 71)