1-丁烯中微量水测定条件的优化

2022-09-10

0 引言

1-丁烯作为一种共聚单体可与乙烯共聚为线型低密度聚乙烯树脂, 其中要求水含量小于25mg/kg。对于有机液体中水分的测定方法有很多种, 气相色谱法、电导法、露点法等等, 而对于微量水分的测定, 微库仑法仍然是首选, 作为中控分析, 如何用简便而快捷准确的方法进行测定, 是实验的重点, 本文根据中控分析的实际情况, 选用轻巧的耐压玻璃瓶代替钢瓶取样, 对测定的进样系统做了改进, 并确定了最佳的实验条件, 简化了操作, 达到准确定量分析1-丁烯中的微量水分。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

(1) 仪器:微量水分测定仪, 梅特勒-托利多DL-39。

(2) 电子分析天平, 梅特勒-托利多AB 204-S。

(3) 耐压玻璃容器:20m L。

(4) 双向进样针:6#。

(5) 微量注射器:1μL。

(6) 蒸馏水。

(7) 1-丁烯样品。

1.2 实验方法

将取有样品的耐压玻璃瓶先在天平上称重 (准确至0.001g) , 待仪器条件合适, 按F3键进样, 将双向进样长针一头插入电解池, 另一头插入耐压瓶。进样结束后, 点击“OK”, 仪器开始进行电解。再将进样后的耐压瓶放到天平上称重, 将重量差输入仪器内, 此时显示器显示的结果即样品中水含量 (mg/kg) 。测定纯水时在同样测定条件下进0.1μL纯水, 结果显示为μg。

2 结果与讨论

2.1 进样方法的选择

库仑水分仪目前常用的方法有考克进样法、毛细管进样法, 考克进样法属于传统型, 但它需要用钢瓶取样, 中控分析项目比成品少, 且一次取样较多, 钢瓶取样不方便, 采用耐压玻璃瓶取样, 轻巧快捷, 但做水分分析时, 与考克进样系统不匹配。毛细管进样可通过确定其内径及长度来控制流量, 但毛细管成本高, 易断, 消耗大, 现在有一种中空的不锈钢双向进样针 (如下图) , 解决了这一难题。

这种针可根据需要定制大小, 在相同的实验条件下, 我们通过对5号针、6号针、7号针进行6次重复实验发现, 5号针由于细, 重复进样4-5次就被胶垫堵塞, 而7号针稍粗, 对同一样品分析3次, 耐压瓶的胶垫即被扎漏, 样品气化, 影响测定, 6号针6次分析, 没有出现堵塞及漏的现象, 粗细适中, 适用于实际操作。

2.2 进样量的选择

在进行微库仑法测定水分时, 进样量的大小是影响分析准确度的一个关键因素, 通过0.3g, 0.6g, 0.9g, 1.2g, 1.5g这五个进样量的测定实验, 来确定最佳进样量。

通过对五个不同范围进样量的分析, 可知进样量在0.85~1.0g时, 重复性最好, 可以满足分析要求。

2.3 进样速度的选择

由于样品在电解池内有气化过程, 所以要控制进样速度。我们可通过针头插入耐压玻璃瓶密封胶垫的深浅加以控制。若进样时出现连续大气泡, 电解液出现沸腾状, 表明进样速度过快, 样品中的微量水分随气泡从电解液中逸出, 降低水分在电解液内的充分吸收, 从而使分析结果偏低, 若进样时气泡很小, 速度很慢的逸出, 表明进样速度太慢, 虽能吸收完全, 但要达到最佳的进样量, 耗时在6~7分钟, 超过仪器响应时间5min, 不进行滴定分析。

2.4 搅拌速度的选择

由于1-丁烯样品在耐压玻璃瓶内为液体, 进入电解池后立即气化为气体, 搅拌速度过快 (>40%) 加上进样时1-丁烯的气化, 电解液易喷溅到电解池壁上, 搅拌速度过慢 (<20%) 不利于电解液对气化后1-丁烯中水分的吸收。我们分别在搅拌速度为20%, 30%, 40%时对纯水及同一1-丁烯样品进行分析, 并对测定结果做一比较。

通过对三种搅拌速度的对比, 当速度在20%时或40%时, 测定纯水的相对误差影响不大, 测定样品时的精密度不好, 由此我们选择最佳搅拌速度为30%。

3 结语

在1-丁烯样品微量水分的分析过程中, 通过对进样系统, 进样量, 进样速度, 微量水分测定仪的搅拌速度的不同测定条件下的分析, 选择了双向针进样, 0.85~1.0g这一最佳的进样量, 及30%的最佳搅拌速度来尽可能减少误差, 简化操作, 其准确度及精密度能达到准确分析1-丁烯中微量水分的要求, 保证生产的平稳运行。

摘要：工业1-丁烯是重要的基础化工原料之一, 其中微量水含量是1-丁烯生产及使用中严格控制的关键指标之一, 本文运用经典的卡尔费休法, 通过对水分仪进样系统的改进, 以双向进样针代替常规的考克或毛细管进样, 简化中控操作, 通过确定最佳测定条件, 从而达到准确定量分析1-丁烯中的微量水含量, 其准确性和再现性达到了检验要求。

关键词：1-丁烯,微量水,进样速度,进样量,搅拌速度