苯酐尾气水洗液成分分析

　摘　要　本文用毛细管柱气相色谱法，测定邻二甲苯氧化制造苯酐所产生的尾气水洗液中各组份的含量。该方法简单快速，有较高的准确性，在尾气洗液回收顺丁烯二酸酐和其它苯酐副产品的生产中，对工艺指标的控制有重要的指导作用。　　
      前　言
　　邻二甲苯氧化制造苯酐所产生的尾气水洗液中，含有很多可以回收利用的副产品。其中，顺丁烯二酸的含量最大，回收价值较高，顺丁烯二酸酐市场价格一直高于苯酐。顺丁烯二酸酐谷称马来酐，可用于双稀合成；制造药物；染料中间体；制聚脂树脂、醇酸树脂等。另外，顺丁烯二酸酐在催化剂的作用下，通过异构化可生产反丁烯二酸(俗称富马酸)，反丁烯二酸在医药和食品行业中有较大需求。苯酐尾气洗液中，除顺、反丁烯二酸外还含有柠檬酸、苯甲酸、邻苯二甲酸、苯肽等物质。在顺丁烯二酸酐回收的工艺中，主要采取结晶和精馏的方法除去洗液中的其它组份。因此，及时准确地分析测定洗液中各种物质的相对含量，对于各生产环节工艺参数的控制，提高顺丁烯二酸酐的质量和收率具有重要意义。

1　实验部分

1.1　仪器与试剂
　　惠普公司5890气相色谱仪，该仪器配氢焰检测器(FID)和惠普公司的数据处理机。所用定性试剂为色谱专用试剂或分析纯。
1.2　色谱柱与色谱操作条件
　　30 m×0.32 mm(L.D.).OV-17 石英毛细管柱(大连物理化学所制造)。汽化室温度：250 ℃；检测器温度：300 ℃；毛细管柱温度：150 ℃，恒温25分；载气：高纯氮气；柱前载气压力：0.7 MPa。苯酐尾气洗液中如果有悬浮物，则需要用定性滤纸后备用。
1.3　定性定量方法
　　采用标准样品保留时间对照定性，面积归一法定量。将反丁烯二酸、顺丁烯二酸酐、柠檬酸、邻苯二甲酸酐、苯酞等色谱专用试剂或分析纯，按一定比准确称取(该比例应接近通常情况下尾气洗液中各物质含量的比例)，用蒸馏水充分溶解(溶液的密度应与尾气水洗液基本一致)作测定F值的标样。按1.2中所述色谱条件进样，可得到较好的分离，标样的保留时间及测得F值〔1〕见表1。 
 

                                     表1　标样保留时间及测得F值
　　苯酐尾气洗液分析，按1.2中所述色谱条件，用50 μl进样器，注入2 μl样品分析，用面积归一化法给出相对含量，三次分析结果见图1和表2。 
                                           
                                 图1　苯酐尾气洗液各组分色谱图
                                     (峰号对应的组分名称见表1) 
 

　　在苯酐尾气洗液的实测分析中有5%左右的未知物质，但是它们大多分子量较大，比顺丁烯二酸沸点高很多的物质，生产中分离比较容易，因此没有必要对其深入研究分析，其F值定为1.00。数据处理机算出各组分峰面积后，按下式计算各组分的相对含量。 
　　Pi：组分百分含量；
　　Ai：i组分峰面积；
　　Fi：i组分的F值。

2　结果与讨论

　　从图1中可以看出，在选定的仪器和操作条件下苯酐尾气洗液中的各组分有较好的分离效果。该方法比填充柱操作简便，样品不用进行干燥和酯化，这样就减少了误差的引入环节，充分地利用了氢焰检测器对水没有检测信号和灵敏度高的特点。毛细管柱只用30 m，在节约仪器费用的同时使分析时间缩短，30分钟内就能完成一次分析。定量分析偏差在色谱允许的标准偏差范围内〔2〕，能够满足生产控制分析。