焦化甲醇分析

在由一氧化碳、二氧化碳和氢气合成的粗甲醇中含有近百种合物杂质，这些化合物杂质主要分五类：有机酸、醇、醚、酮和酯。从实验的目的上来说有两种；一是作全分析，二是化工生产中间控制分析。粗甲醇的全分析一般采用毛细管柱气相色谱法分析；中间控制分析一般采用填充柱对含量一般不能忽略的化合物杂质：甲酸、乙酸、乙醇、异丙醇、丙酮、二甲醚和甲酸甲酯进行直接分析可以忽略或者说不影响甲醇产品质量的化合物杂质则不必分析，以满足化工生产中间控制分析的标准。

1．仪器设备及试验条件

7800色谱仪装有程序升温控制装置、毛细管柱分流进样器及氢火焰检测器；色谱工作站；甲醇分析毛细管色谱柱交联石英毛细管柱。

载气：   线速18～20cm／s，分流比1：40

燃气：   高纯氢气，流量为30mL／min

助燃气： 空气，流量为350mL／min

检测器： F1D检测器，温度为260℃；汽化室温度：260℃

柱温：   70℃恒温 4min，然后以 5℃/min升温到 180℃，恒温10min

进样量： 0．5 ul

2．样品中各组份的定性

在*的分离检测条件下，将一定量的标准纯化合物与基准甲醇组成混合物，取0．5 ul混合样，注入色谱仪，测定其相对保留时间，作为粗甲醇试样中组份的定性依据。

 

表 1 粗甲醇中组分的相对保留时间

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图一 粗甲醇色谱图

4，粗甲醇组份的定量

采用与定性分析相同的条件，定量计算方法采用归一化法，其计算公式为：

式中：W_i — 粗甲醇中某组份的百分含量，％；

A_i  — 粗甲醇中某组份的面积积分值； ’

S_i — 粗甲醇中某组份校正系数;

按与粗甲醇组份相同的分析方法，对以重量法配制的粗甲醇模拟混台物进行分析，结果见表 2

表 2 模拟粗甲醇试样分析结果表

注：表中的数据为百分比

表 2 中模拟混合物6次测定的变异系数在0.42-l0．00之间，分析结果较准确。将从现场取回的粗甲醇试样，在与定性分析相同条件下，连续测定6次，结果见表 3 。

表 3 粗甲醇组份含量分析结果表

表3中粗甲醇各组份定量分析的变异系数在0．59～5．00范围，定量分析较准确。

合成甲醇会产生许多副产物即另外的化合物杂质，在合成的粗甲醇中的近百种化合物杂质主要分5类：有机酸、醇、醚、酮和酯，论和实验相结合可判断，含量一般不能忽略的化合物杂质有：甲酸、乙酸、乙醇、异丙醇、丙酮、二甲醚和甲酸甲酯。用高分子多孔微球作固定相的色谱柱，可同时分析甲酸、乙酸、乙醇、异丙醇、丙酮、二甲醚和甲酸甲酯。

1 色谱条件

色谱柱GDX-502高分子多孔微球作固定相，柱长2m，柱内径3mm

柱      温：120℃。

汽化室温度：180℃。

检测器温度：180℃。

载气：40 ml／min，氮气纯度不低于99．99％。

空气：350ml／min，干燥无油。

氢气：30 ml／min，高纯电解氢气。

2 标准溶液的制备

称好定量的甲醇底液，再依次分别加入乙醇、异丙醇、丙酮、甲酸、乙酸、甲酸甲酯和二甲醚，称得各自的重量，这样一来就可计算出乙醇、异丙醇、丙酮、甲酸、乙酸、甲酸甲酯和二甲醚在甲醇中的重量百分比含量。它们的含量一般控制在0．5％w／w左右为宜。

3 实验操作

按照气相色谱法分析的要求，安装好色谱柱，连接好需要的气体钢瓶，调节好气体流量，先通载气后通电。将色谱仪开机正常后处于可分析状态，用10ul注射器抽取0.2ul样品，迅速注射于进样孔中，获得正确色谱图后，另做外标样，这样就可按照色谱图的峰高或峰面积定量计算出乙醇、异丙醇、丙酮、甲酸、乙酸、甲酸甲酯和二甲醚在甲醇中的含量。其色谱图如下：

图1 甲醇中杂质分析色谱图

 

4  采用高分子多孔微球作固定相的气相色谱法来分析甲醇中的甲酸、乙酸、乙醇、异丙醇、丙酮、二甲醚和甲酸甲酯，该方法相对来说要快速、简便一些，非常适合车间的中间控制分析。