离子色谱法同时测定脱硫液中的四种醇胺

刘玉秀 朱岩 陈智栋 周旭 陈梅兰

（1瑞士万通中国中心实验室，北京 100192；2浙江大学化学系，杭州 310028；3常州大学化学化工学院，江苏常州 213164；4江苏省环境科学研究院环境工程重点实验室，南京 210036；5浙江树人大学生物与环境工程学院，杭州 310015）

离子色谱法同时测定脱硫液中的四种醇胺

刘玉秀1朱岩2陈智栋3周旭4陈梅兰5＊

（1瑞士万通中国中心实验室，北京 100192；2浙江大学化学系，杭州 310028；3常州大学化学化工学院，江苏常州 213164；4江苏省环境科学研究院环境工程重点实验室，南京 210036；5浙江树人大学生物与环境工程学院，杭州 310015）

建立了同时分离测定异丙醇胺（IPA）、三异丙醇胺（TIPA）、N－甲基二乙醇胺（MDEA）、N，N－二甲基二乙醇胺（DMAE）和6种阳离子的离子色谱法。色谱柱为TSK gelSuper IC－CR阳离子交换柱，流动相为冠醚（2.0mmol／L）、甲基磺酸（2.2mmol／L）、L－组氨酸（0.5mmol／L）混合溶液，流速为0.5mL／min，抑制电导检测。DMAE、MDEA、TIPA、IPA的检出限分别为0.48、36.9、47.04和1.39μg／L；样品中DMAE、MDEA、TIPA、IPA平均回收率为103.15%，95.48%，97.64%，92.41%。方法具有简单、快速、灵敏、抗干扰等优点，用于测定脱硫液中的DMAE、MDEA、TIPA和IPA，结果令人满意。

离子色谱法；脱硫剂；DMAE；MDEA；TIPA；IPA

1 前言

在天然气、炼厂气，油田气等含H2S和CO2气体的选择性脱硫净化处理中，醇胺法因具有处理量大、操作稳定可靠等优点而得到广泛应用［1］。准确、快速地测定脱硫液中醇胺的浓度，对于及时指导脱硫工艺生产，具有十分重要的意义。醇胺的检测方法主要包括毛细管色谱紫外检测法［2］、气相色谱法［3－4］、液相色谱串联质谱检测法［5］、离子色谱法［6－8］，这些方法耗时且不能同时检测，将离子色谱法应用于脱硫工艺中几种醇胺的同时检测，同时存在其中的阳离子对其检测没有干扰，方法显示了简单、快速、灵敏、抗干扰等优点。

2 实验部分

2.1 仪器和试剂

TOSOH IC－2010离子色谱仪（TOSOH），阳离子交换柱为TSK guardcolumn Super IC－C HS（4.6mm× 1cm）和TSK gelSuper IC－CR（4.6mm×10cm，3μm），阳离子抑制胶（TOSOH）。

Li＋、Na＋、、K＋、Mg2＋、Ca2＋标准储备溶液（1 000mg／L）：由分析纯的氯化盐配制而成。

异丙醇胺（GR），二异丙醇胺（98%），三异丙醇胺（95%），N－甲基乙醇胺（99%），N－甲基二乙醇胺（99%），N，N－二甲基乙醇胺（GR），二乙醇胺（99%），实验用水均为电阻率大于18.2MΩ·cm的超纯水，由Milli－Q超纯水系统（美国Millipore公司）提供。

实际样品为中石化青岛石油化工有限责任公司生产过程中含脱硫剂的贫液。

2.2 色谱条件

流动相：冠醚（18－Crown－6，2.0mmmol／L）＋甲基磺酸（MSA，2.2mmol／L）＋L－组氨酸（L－His，0.5mmol／L）混合溶液，流速0.5mL／min；柱温40℃，进样量30μL。

3 结果与讨论

3.1 色谱条件优化

实验分别比较了3种柱子的分离效果，TSK.gelSuperIC－C HS、TSK.gelSuperIC－A／C和TSK.gelSuperIC－CR，最终选用了具有很好选择性的TSK.gelSuperIC－CR阳离子色谱柱。优化淋洗液组成为MSA（2.2mmol／L）和L－His（0.5mmol／L）和冠醚（2mmol／L）。通过调整淋洗速度来改善峰形和调节分离度，流速选用0.5mL／min。在以上优化条件下，DMAE、MDEA、TIPA和IPA与Li＋、Na＋、K＋、Mg2＋、Ca2＋在30min内得到了很好的分离。

3.2 线性范围和检出限

取适量储备液配制成不同质量浓度的DMAE、MDEA、TIPA、IPA和6种常规阳离子混合标准溶液，在2.2色谱条件下，绘制DMAE、MDEA、TIPA和IPA的工作曲线。结果表明DMAE、MDEA、TIPA和IPA在一定范围内呈良好的线性关系，线性相关系数大于0.998。根据3倍信噪比，确定方法的检出限，分别为0.48、36.9、47.04和1.39μg／L。对标准混合溶液分别进行6次平行测定，计算相对标准偏差（RSD）均小于2.0%。

3.3 样品分析

称取贫液0.105g，用去离子水定容至100mL的容量瓶中，稀释10倍后经过0.45μm的滤膜过滤装入自动进样器样品盘中，自动稀释100倍。实际样品溶液进样后所得的谱图如图1所示。对上述含脱硫剂的贫液进行加标回收实验所得回收率为92.41%～103.15%，相对标准偏差（RSD）均小于2.4%。经计算，该贫液中DMAE含量为6.6%，MDEA含量为34.8%。

图1 实际样品色谱图Figure 1.A chromatogram of a real sample.

4 结论

采用离子色谱抑制电导检测法可以同时准确、快速地测定脱硫液中DMAE、MDEA、TIPA和IPA的含量。此方法样品前处理简单，选择性高，重现性好，且不受常规阳离子干扰，适合广泛地用于脱硫工艺中DMAE、MDEA、TIPA和IPA浓度的测定。

［1］Griselda Corro.Sulfur impact on diesel emission control－A review［J］.Reaction Kinetics and Catalysis Letters，2002，75（1）：89－106.

［2］Bord N，Cretier G，Rocca J L.Determination of diethanolamine or N－methyldiethanolamine in high ammonium concentration matrices by capillary electrophoresis with indirect UV detection：Application to the analysis of refinery process waters［J］.Analytical and Bioanalytical Chemistry，2004，380：325－332.

［3］Levent K，Orkun Alp.Comparison of organic solvents used for the determination of mustard gas hydrolysis products in urine samples using gas chromatographymass spectrometry［J］.Rapid Commun Mass Spectrom， 2004，18：1629－1634.

［4］杜进祥，王凤贵，向东.毛细管气相色谱法测定酸性气体吸收液中的二乙醇胺和甲基二乙醇胺［J］.石油化工，2001，30（1）：51－53.

［5］Pablo C，Makram T S，Yun Z C.A liquid chromatography－electrospray ionization－tandem mass spectrometry study of ethanolamines in high salinity industrial wastewaters［J］.Talanta，2010，80：1110－1115.

［6］Application Update 138：Determination of Ethanolaminesin Industrial Waters by Cation－Exchange Chromatography，Dionex，Sunnyvale，Calif，USA，1998.

［7］Metrohm IC Application Note No.C－107：Hydoxylamine，Ethanolamine，Triethanolamine and Hydrazine on the Metrosep C3－250Cation Column，Metrohm，Herisau，Switzerland，2008.

［8］周旭，王金平，崔成来，等 .非抑制离子色谱法测定炼油厂脱硫液中N－甲基二乙醇胺［J］.石油炼制与化工，2011，42（6）：88－92.

Simultaneous Determination of Four Kinds of Alkanolamines in Desulfurization Solution by Ion Chromatography

LIU Yuxiu1，ZHU Yan2，CHENZhidong3，ZHOU Xu4，CHENMeilan5＊

（1.CentralLaboratoryofMetrohm（China）Co.，Ltd.，Beijing100192，China；2.DepartmentofChemistry，Zhejiang University，Hangzhou310028，China；3.SchoolofChemistryandChemicalEngineering，ChangzhouUniversity，Changzhou，Jiangsu213164，China；4.JiangsuKeyLaboratoryofEnvironmentalEngineering，Instituteof EnvironmentalSciencesofJiangsu，Nanjing210036，China；5.CollegeofBiologyandEnvironmentEngineering，ZhejiangShurenUniversity，Hangzhou310015，China）

A new ion chromatographic method for simultaneous separation and determination of isopropanolamine（IPA），triisopropanolamine（TIPA），methyldiethanolamine（MDEA），Dimethylethanolamine（DMAE）and six kinds of cations was developed.The optimal chromatographic conditions were as following：a TSK gelSuper IC－CR cation exchange column，the mixture of 2.0mmol／L18－Crown－6，2.2mmol／LMethanesulfonic acid and 0.5mmol／LL－Histidine as eluent，a flow rate of 0.5mL／min，a suppressed conductivity detection，and the injection volume of 30μL.The limit of detection for DMAE，MDEA，TIPA，IPA was 0.48，36.9，47.0and 1.39μg／L，respectively.The average recovery for DMAE，MDEA，TIPA，IPA was 103.15%，95.48%，97.64%，92.41%，respectively.The method has the advantages of simplicity，fast speed，high sensitivity and good anti－interference capability.It has been applied for the determination of DMAE，MDEA，TIPA，and IPA in the desulfurization solution with satisfactory results.Keywords ion chromatography；alkanolamines；dimethylethanolamine（DMAE）；methyldiethanolamine（MDEA）；triisopropanolamine（TIPA）；isopropanolamine（IPA）

＊通讯作者：陈梅兰，教授，分析方法研究。E－mail：rain－lake＠163.com

O657.7＋5；TH833

A

2095－1035（2012）03－0047－03

10.3969／j.issn.2095－1035.2012.03.014

2012－07－06

2012－08－06

浙江省自然科学基金一般项目（Y5100280）；浙江省科技项目分析测试项目（2011C37034）。

刘玉秀，女，应用工程师，主要从事分析测试方法的研究。E－mail：bj.liuyx＠metrohm.com.cn