重量法测定乙炔和氯化氢混合气中水分含量的改进

侯迎利，赵阿娜

（新疆中泰化学（集团）股份有限公司，新疆乌鲁木齐830009）

在电石法生产聚氯乙烯树脂中，氯乙烯合成原料气（乙炔和氯化氢）中的水分主要有以下危害：（1）氯化氢气中存在的水分容易溶解氯化氢气体形成盐酸，腐蚀转化器，严重时会蚀穿列管，导致停车检修，使生产受到损失。（2）水分的存在还易使转化器中的催化剂结块，降低催化剂的活性，导致整个转化器系统的阻力增加，气流分布不均匀，局部由于反应特别剧烈而过热，使HgCl2催化剂升华加剧，催化剂活性迅速降低，并且温度波动大，不易控制。（3）水分的存在还容易发生如下副反应：C2H2+H2O=CH3CHO（乙醛）。乙醛在精制中不易除去，成为VCM中的杂质，对聚合反应有一定影响。同时，由于生成乙醛，一部分乙炔原料被消耗，VCM的收率降低。

因此，混合气中水分的检测工作尤为重要。目前，氯碱行业普遍使用的方法有重量法、露点法和色谱法[1]，这些方法有着各自优点和缺点，本文主要介绍对重量法的改进。

1 测定原理

将含有水分的混合气通过已称量的无水氯化钙吸收管吸收其水分。分别用已称量的氢氧化钠溶液和N，N-二甲基甲酰胺溶液吸收瓶吸收氯化氢和乙炔气体，分别称量吸收管和吸收瓶，并根据各自与测定前质量的差计算样品的水含量。

2 试剂与仪器

无水氯化钙（分析纯）；

干燥氮气；

10%（质量分数）氢氧化钠溶液（工业品）；

中性玻璃丝：取玻璃丝若干放入烧杯中，加浓盐酸浸泡24 h，然后，洗涤至中性，在105℃下烘干备用；

98%硫酸；

润滑油；

U型干燥管（带考克）2支；

乳胶管；

分析纯N，N-二甲基甲酰胺溶液；

1 L广口瓶；

有玻璃挡板的木盒子，根据所用U型干燥管的大小定做。

分析方法改进后测定水分装置见图1。

3 测定步骤

（1）将干燥、洁净、无碱性的玻璃丝截成长约6mm的短丝，与无水氯化钠分段均匀地装入2支洁净干燥的带塞U型干燥管中，擦净管口和支管，将磨口塞上涂上润滑油，用98%硫酸干燥过的氮气通过干燥管5～10 min，排除管内的湿空气。2支U型干燥管于干燥器中冷却30 min，称重，精确至0.000 1 g，记为M1；将内装氢氧化钠的吸收瓶称重，精确至0.1 g，记为G1；将内装N，N-二甲基甲酰胺溶液的吸收瓶称重，精确至0.1 g，记为F1。

（2）在不连干燥管的前提下排气数分钟，将采样管插入管道1/3处，连接U型干燥管放入有玻璃挡板的木盒子里。把干燥管的另一端连在碱吸收瓶进气口，将碱吸收瓶的出气口连接到N，N-二甲基甲酰胺溶液吸收瓶的进气端（如果考虑完全吸收，可以将碱吸收瓶和N，N-二甲基甲酰胺溶液吸收瓶均增加为2个）。用可调夹子调节进样气流速，以3～4泡/s的速度为宜，缓慢通。把经过98%浓硫酸干燥过的氮气接进样口，吹除氯化钙中吸附的乙炔和氯化氢气体，约5 min后，把干燥器上的旋塞阀关上，精确称量2支干燥管 （记为M2）、氢氧化钠吸收瓶（记为G2）和N，N-二甲基甲酰胺溶液吸收瓶（记为F2）（干燥前后称重时，必须使用同一台天平）。

4 结果计算

式中：M2为吸收后2支干燥管的质量，g；M1为吸收前2支干燥管的质量，g；G2为吸收后氢氧化钠吸收瓶质量，g；G1为吸收前氢氧化钠吸收瓶质量，g。F2为吸收后N，N-二甲基甲酰胺溶液吸收瓶质量，g；F1为吸收前N，N-二甲基甲酰胺溶液吸收瓶质量，g。

5 改进前后的区别、优缺点及数据对比

改进前后的区别为：乙炔的重量由量气法改为吸收法；计算公式的改进。

测定方法改进前的缺点为：乙炔在水中有一定的溶解度，使用量气法造成分析结果偏大；气体的体积与压力、温度有较大关系，如果不是在标准状况下使用摩尔质量计算，乙炔的重量便不准确；乙炔的样本量受到限制，即使10 L全部装满乙炔气体，总重量也不过12 g，样本量较小，分析结果误差大；在实际操作过程中，使用装有蒸馏水、体积为10 L的容器，增加操作的难度和劳动强度。

测定分析方法改进后的优点为：通过干燥管的所有乙炔气体全部被吸收，不存在乙炔损失、摩尔质量计算不准确等情况，经过准确称量吸收瓶，可以得出准确分析结果；乙炔的样本量不受限制，可以随意加大采样量，降低样本量小带来的分析误差；在实际操作过程中吸收瓶体积小、重量轻、操作难度小。

分析方法改进前后的对比数据见表1。

表1 改进前后的数据对比情况 %

从改进前后的比较和对照数据可以看出，改进后测定方法不存在样品（乙炔气体）损失和样本量受到限制等直接影响分析结果的情况，且改进后的分析方法在实际操作过程中吸收瓶体积小、重量轻、操作方便、操作的难度小。另外，改进后的分析方法检验结果更加稳定，数据更加接近真实值。

［1］台红霞.乙炔和氯化氢混合气水分测定方法探讨.聚氯乙烯，2007，（8）：13.