大口径毛细管柱气相色谱法在聚酯废气组成分析中的应用

2002年8月化工环保ENVIRONMENTALPROTECTIONOFCHEMICALINDUSTRY第22卷第4期秣嘹疃零分析与检测蓖鹳礴醺醴Rg大口径毛细管柱气相色谱法在聚酯废气组成分析中的应用闫松，商晓艳，申开莲(中国石化集团环境监测总站，辽宁抚顺113001)[摘要]采用直接进样大口径毛细管柱气相色谱法，可同时测定聚酯废气中乙烯、乙醛、乙酸、2一甲基一1，3-二氧戊环、三聚乙醛等污染物含量。进样量为1mL时，方法对乙烯、乙醛、乙酸、2．甲基一1，3-二氧戊环、三聚乙醛的最低检出浓度分别为1．0mg／m、2．3mg／m、7．3me,／m、2．7me,／m、3．3me,／m，加标回收率为92．0％～97．9％，相对标准偏差为1．8％一2．9％。对某炼厂聚酯废气进行实测，取得了较为满意的结果。[关键词]气相色谱；聚酯废气；乙醛；乙酸；大口径毛细管柱[中图分类号]X830．2[文献标识码]A[文章编号]1006．1878(2002)04-0228-04聚酯废气是在聚酯合成过程中乙二醇脱水及聚酯热降解过程中产生的废气，废气中的主要有机污染物为乙烯、乙醛及2一甲基一1，3一二氧戊环等，其中乙醛的质量浓度为2000～20000mg／m，远高于GB16297-1996中新污染源大气污染物排放限值(125mg／m)，抚顺石油化工研究院采用催化燃烧技术处理聚酯废气，为解决聚酯装置工艺废气的污染问题提供了新的处理技术。为优化处理工艺，需分析聚酯废气的组成。在实际应用中发现，由于乙醛易聚合成三聚乙醛且在催化燃烧过程中发生不完全氧化生成乙酸，因此，分析方法中应包括对乙酸、三聚乙醛的分析。有文献报道了醛类¨一和酸类化合物的分别测定方法，但尚无合适的方法同时分析聚酯废气中的醛和酸，因此，建立聚酯废气的组成分析方法是十分必要的。我们采用直接进样大口径毛细管柱气相色谱法，可同时测定聚酯废气中乙烯、乙醛、乙酸、2．甲基一1，3-二氧戊环、三聚乙醛等污染物的含量。方法简便、灵敏、精密度好、准确度高，用于实际样品测定取得了较为满意的结果，为石化企业众多的聚酯装置工艺废气的分析提供了新的测试手段。1试验部分子化检测器，C—R7A数据处理仪。试剂：体积分数为99．9％的乙烯气，质量分数为40％的乙醛水溶液，质量分数为99．9％的乙醛标准溶液(色谱纯，5mL)，质量浓度为3．89×10mg／m的乙醛标准气(大连特种气公司)，冰乙酸(色谱纯，5mL)，三聚乙醛溶液(色谱纯，5mL)。1．2色谱条件分离柱：30m×0．53mm(i．d)，DB-5毛细管柱；汽化室温度：200~C；检测器温度：200~C；柱温：35℃(3min)一30℃／min一120℃(2min)；进样量：0．1～1．0mL；氮气(纯度99．999％)：5mL／min；氢气(纯度99．999％)：40mlMmin；空气：450mL／min。标准色谱图如图1所示。02．04．06．08．04图1标准色谱图1．乙烯(1．80man)；2．乙醛(2．09rain)；3．乙酸(4．15min)；4．2-甲基一1，3二氧戊环(4．75rain)；5．三聚乙醛(6．38min)¨仪器和试剂}鲁j昱擎抚顺石油仪器：日本岛津GC-14B型气相色谱仪，氢焰离化工研究院高级工程师，lee~，主要从事环境监测工作。维普资讯http://www.cqvip.com第4期闫松等．大口径毛细管柱气相色谱法在聚酯废气组成分析中的应用‘229·1．3标准气的配制1．3．1乙醛、乙酸、三聚乙醛标准气1L左右的配气瓶，用称重法精确标定其体积，待瓶干燥后，将其抽成负压(267Pa)，用高纯氮气冲洗2～3次，再抽成负压，用注射器分别准确称取1．0mg乙醛(新鲜解聚的乙醛用羟胺法标定)、乙酸、三聚乙醛(色谱纯)注入真空瓶，充人高纯氮气至常压，即可得到质量浓度为1(300mm左右的乙醛、乙酸、三聚乙醛标准气体。1．3．2乙烯标准气真空瓶按上法抽成负压，用注射器抽取0．8mL乙烯气(体积分数99．9％)注入真空瓶，充人高纯氮气至常压，配制成质量浓度为1000mg／m的乙烯标准气。1．4样品采集用5L的聚四氟乙烯袋采样，采样前用待采气体清洗采样袋3次，在1—3min内使样品气体充满采样袋，待分析。样品保存一般不超过24h。2结果与讨论2．1聚酯废气组成的确定在工业生产中聚酯合成主要是采用以精对苯二甲酸(或中纯度对苯二甲酸)与乙二醇／1．4一丁二醇为原料的直接酯化法和以对苯二甲酸二甲酯与EG／BG为原料的酯交换法，在反应过程中同时伴有很多副反应发生，主要为聚酯的热降解和热氧化反应，生成乙醛及生成的乙醛与原料中的乙二醇形成的缩醛(2一甲基一1，3一二氧戊环)。用GC／MS进行分析，结果表明，该废气中含有乙醛、2一甲基一1，3一二氧戊环，与推测相符。采