醚化反应过程中全组分含量测定分析方法中样品溶剂的改进

2013-09-18秦静

石油与天然气化工 2013年4期

秦静

（中国石油乌鲁木齐石化公司）

在醚化反应过程中全组分含量的测定（气相色谱法）分析中，丁酮起到稀释样品且防止轻组分（C3～C5）挥发的作用。在取样前，事先在取样瓶中加入约三分之二容积的丁酮溶剂，待取样结束后再摇匀样品备用。MTBE装置自开工以来，岗位分析人员开始出现身体不适等异常现象，统计后得知有33%的分析人员出现不适。共计55人接触，其中5人咽部感觉有异物感，想呕吐；13人皮肤出现不同症状的过敏现象，最严重的两人身体皮肤出现大面积的红疹，经药物治疗后，病情才得以控制。针对以上现象采取了多种防范措施，如：配发安全护目镜、专用防毒口罩，防酸碱手套等，但效果均不理想。

根据分析中所接触到的各组分及所用溶剂的化学性质及其健康危害特性，发现引起过敏的物质是丁酮（CH3CH2COCH3）。丁酮对眼、鼻、喉、粘膜有刺激性，长期接触可致皮炎，严重时会昏迷和麻醉，可导致中枢神经抑制；丁酮一次性大量接触，会造成昏迷甚至死亡。分析人员在使用丁酮做溶剂进行样品化验时出现的症状与接触丁酮所发生的健康危害完全相同。鉴于丁酮的危害性，试图寻找可替代的溶剂，既能完全溶解样品组分，又不参与反应，而且毒性小，因此考察用无水乙醇作为该分析溶剂。

1 实验部分［1］

1.1 主要实验仪器

PE clarus 500型气相色谱仪

1.2 采样及进样设备

10mL耐压取样瓶（见图1）；100μL耐压注射器。

1.3 实验条件［2－3］

本文所有分析数据均是按照表1的实验条件得出的数据。

表1 实验条件Table 1 Experiment conditions

1.4 无水乙醇保留时间

在表1的色谱条件下，对无水乙醇保留时间进行了确定，并以无水乙醇为溶剂加入甲醇、叔丁醇、MTBE，得到图2。

根据图2看出，乙醇未出脱尾峰，并且与其余组分互不干扰。虽然出平头峰，但因不参与计算，故可忽略。

1.5 标样测定

使用标样按照表1的色谱条件，通过实验得到图3。

1.6 组分计算

定量计算方法为归一化法，C3、C4、C5各组分的相对质量校正因子（fw）为1，甲醇、叔丁醇和 MTBE的分别为3.20、1.35和1.54。

采用面积归一化法计算各组分含量，见式（1）。

式中：Xi为样品中某组分的质量分数，%；Ai为样品中某组分的峰面积，μv·s；fwi为某组分的质量校正因子。

1.7 样品分析

对在表1色谱条件下制备的样品进行测定，得到结果见表2（数据选择的是含量较为典型的甲醇、叔丁醇、MTBE），样品测定结果满足色谱法分析数据标准偏差不大于0.05的要求。

表2 使用乙醇作溶剂时样品测定结果Table 2 Sample determination results by adding ethanol （w／%）

2 结果与讨论

2.1 溶剂的选择

使用两种溶剂分别配制不同含量标准样品，对主要组分甲醇、叔丁醇、MTBE进行比对试验，数据见表3。

表3 用不同溶剂配制的标准样品测定结果（%）Table 3 Determination of standard samples prepared by different solvents

通过表3的分析结果得知，同一样品分别使用无水乙醇和丁酮做溶剂的分析结果符合重复性＜5%的要求，说明在醚化反应过程中全组分含量的测定（气相色谱法）分析中，用无水乙醇代替丁酮作为样品溶剂是可行的。

2.2 方法的精密度和准确度

配制3个不同含量的样品进行分析，测定结果见表4。相对标准偏差低和回收率高表明使用乙醇为溶剂测定醚化反应中组分含量具有较高的精密度和准确度。

2.3 对分析人员健康的影响

更换了溶剂后，在一个月的跟踪调查中没有岗位分析人员反映出现咽部感觉有异物感、呕吐以及皮肤瘙痒等症状。通过溶剂更换，降低了化学试剂对职工身体健康的危害程度；降低了由于过敏职工需要治疗而无法从事此项分析，班组其余人员工作量加大的机率；减少了岗位分析人员由于工作量增大而导致分析出错率增大的可能；降低了岗位分析人员长期皮肤接触造成皮炎（红、干、痒）与皮肤白化的机率。