大氣污染是我國目前最為突出的環境問題之一,工業廢氣是大氣污染物的重要來源。工業苯酚丙酮生產裝置氧化尾氣主要含有異丙苯、苯、甲苯、正丙苯、甲基苯乙烯、甲基異丁烯、酮以及微量的過氧化氫異丙苯等有害物質,中國石油吉林石化公司染料廠通過催化氧化技術在工業苯酚丙酮生產裝置上的應用,成功地治理了工業苯酚丙酮氧化尾氣,使處理后的氧化尾氣質量達到了國家排放標準要求。
1試劑
苯:分析純,丙烷:標準氣,體積分數大于99.9%,正丙苯:質量分數大于99.9%,分析純,均為市售。異丙苯:質量分數大于99.9%。
2 填充柱色譜操作條件的選擇
2.1 氣化室溫度和檢測溫度的選擇
主要考察氣化是否完全以及樣品是否存在分解及歧視效應等。通過多次反復實驗結果表明,氣化室溫度和檢測溫度選擇在150 ℃為最佳溫度。
2.2 載氣流速的選擇
以氮氣做載氣,流速在25、35、45、55 mL/min時對其分離效果,分析時間長短、檢測器靈敏度等方面進行篩選,實驗結果表明,流速在45 mL/min時各組分分離效果好,分析時間長短適宜,檢測器靈敏度也高,故選擇載氣流速在45 mL/min為宜。
2.3 進樣量的選擇
通過配制標樣及工業苯酚丙酮氧化尾氣樣品分析,對進樣量在0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4 mL進行考察。發現當進樣量過大時,易出現超過檢測器的線性范圍和色譜柱容量;進樣量過小時,雖然分離效果好,但影響檢測限,重復性也差,因此,最后選擇進樣量在1mL比較適宜。
2.4 柱溫的選擇
在氣化溫度150 ℃,檢測室溫度150 ℃,柱溫在50~90 ℃進行篩選,實驗結果表明柱溫在70 ℃時異丙苯與苯、丙烷的分離度均在3.0以上,柱溫在70 ℃時分離效果最好,分析時間也合適,因此,選擇柱溫為70 ℃。
3線性范圍
用自配的已知組分的氧化尾氣試樣,分別對苯、異丙苯、丙烷等組分峰面積對進樣量的線性范圍考察,實驗結果表明在0.5~1.5 mL呈現較好的線性范圍,實驗結果表明,丙烷、苯、異丙苯3個組分均呈現較好的線性,可滿足定量分析要求。
4定量方法的選擇
由于工業苯酚丙酮氧化尾氣中組分偏少、質量濃度也較低、同時由于工業苯酚丙酮氧化尾氣中微量的過氧化氫異丙苯因受熱分解不出峰,歸一化法顯然不合適,而內標法又因找不到能和各組分在譜圖上完全分開的合適內標物,故采用外標法定量,實驗結果表明填充柱氣相色譜外標法定量具有精密度好、準確度高、分析時間短、分析成本低等特點,可以滿足工業苯酚丙酮氧化尾氣監測控制分析的需要,外標法定量是比較好的選擇。
采用填充柱氣相色譜法進行分離、氫火焰離子化檢測器檢測、峰面積外標法定量,對工業苯酚丙酮裝置氧化尾氣進行監測控制分析,具有操作簡單、分析速度快、樣品無需處理直接進樣,可同時監測分析苯、異丙苯、丙烷等組分,重復性和準確性好的特點,完全能滿足工業苯酚丙酮裝置氧化尾氣監測控制分析的需要,對工業尾氣的治理研究提供了重要的技術支撐。