方案概述
有机胺吸收液是一类常用于石油、天然气、煤化工、合成氨等化工过程，捕集烟气中的二氧化碳，吸附脱除原料气中的硫化氢或二氧化碳等杂质的弱碱性有机胺溶剂，常见的包括一乙醇胺，二乙醇胺，二异丙醇胺，N-甲基二乙醇胺以及他们的混合物。这些醇胺类物质在氧气和酸性气体的协同作用下，会发生复杂的化学反应，先生成醛类物质，再进一步转化为甲酸、乙酸、乙醇酸等酸性物质，并最终转化为草酸盐等。这些酸性物质会加剧设备腐蚀，改变胺液的表面张力和黏度，导致吸收塔内严重发泡，影响气液接触效率。同时草酸盐还极易与系统中的金属离子（如Fe²⁺）结合形成沉淀，造成设备和管线的堵塞。监测甲酸、乙酸、乙醇酸和草酸对判断何时需要净化或更换胺液，优化再生工艺等有积极的作用。而硫酸根一般是由外来的三氧化硫等物质进入胺液，与有机胺发生反应而引入的，检测硫酸根含量对监测工厂前端脱硫工艺是否有效运行，系统是否有漏气或夹带酸性气体的现象意义重大。
本文使用英国365集团官网IC6200离子色谱仪，搭配电导检测器，分别使用AS15色谱柱检测样品中乙醇酸和乙酸根离子含量，AS11-HC色谱柱检测样品中甲酸根、硫酸根和草酸根离子含量。该方法前处理过程简单，灵敏度高，线性良好，为化工行业测试各类酸根离子的含量提供一定参考。
关键词：离子色谱仪、电导检测器、乙醇酸、乙酸、甲酸、硫酸、草酸。
一、乙酸、乙醇酸的测定
1.仪器设备及试剂
1.1 离子色谱配置清单
表1 仪器配置清单表
|
序号 |
名称 |
数量 |
|
1 |
IC6200离子色谱仪 |
1台 |
|
2 |
AS3100自动进样器 |
1台 |
|
3 |
SmartLab CDS 2.0色谱工作站 |
1套 |
|
4 |
氢氧根淋洗液发生器 |
1台 |
|
5 |
阴离子自在生膜抑制器 |
1台 |
|
6 |
氢氧根体系阴离子色谱柱 |
1根 |
1.2 试剂及标准品清单
表2 试剂及标品清单表
|
序列 |
试剂及标准品 |
纯度 |
|
1 |
乙醇酸标准物质 |
≥98% |
|
2 |
乙酸根标准溶液 |
1000mg/L |
|
3 |
甲醇 |
优级纯 |
1.3 实验材料及辅助设备
万分之一天平；
C18前处理小柱；
H前处理小柱；
水系聚醚砜滤膜（0.45µm）；
一次性注射器（5mL）；
超纯水。
2.实验方法
2.1 标准溶液配置
乙醇酸标准储备液：取0.1g乙醇酸标准物质于100mL容量瓶中，用纯水定容至刻度，摇匀，得到1000mg/L乙醇酸标准储备液；
混合标准中间液：取乙醇酸标准储备液和乙酸根标准溶液各1mL于10mL容量瓶中，用纯水定容至刻度，摇匀，得到质量浓度为100mg/L的混合标准中间液；
混合标准工作液：取一定量混合标准中间液于10mL容量瓶中，用纯水稀释成质量浓度分别为0.8mg/L，1mg/L，2.5mg/L，7mg/L，10mg/L的混合标准工作液，现配现用。
2.2 样品前处理
取样品 100μL于10mL容量瓶中，用纯水定容至刻度，再取稀释后的样品溶液1mL于10mL容量瓶中，用纯水定容至刻度，得到稀释1000倍的样品溶液；
稀释后的样品先后过C18前处理小柱，H前处理小柱，0.45μm水系滤头后上机测试。C18前处理小柱使用前依次用20mL甲醇、15 mL水通过，静置活化30min。H前处理小柱使用前用15 mL水通过，静置活化30min。
2.3 实验条件
2.3.1 离子方法条件
|
色谱柱 |
AS15，4x250mm |
|
淋洗液 |
3-50mM KOH梯度淋洗 |
|
流速 |
1mL/min |
|
运行时间 |
45min |
|
进样量 |
满环进样，25μL |
|
柱温 |
30℃ |
|
池温 |
30℃ |
|
检测器 |
电导检测器 |
|
抑制器电流 |
150mA |
表3 淋洗液梯度
|
时间(min) |
类型 |
浓度 |
|
0 |
前阶梯 |
3 |
|
21 |
前阶梯 |
3 |
|
36 |
前阶梯 |
50 |
|
45 |
前阶梯 |
3 |
3.实验结果
3.1 标准品谱图
45分钟内完成测定，各峰均有良好的峰形，各化合物响应和分离度良好，符合实验测定需求。
图1阴离子混标测试色谱图
3.2 线性范围
取适量各浓度混合标准工作液上机测试，线性范围0.8~10mg/L，线性检测结果与已知浓度的偏差小于最大允许偏差，R²范围在0.999以上，各组分线性关系良好。
表4 各化合物线性范围表
|
化合物 |
线性范围 |
线性相关系数R² |
|
乙醇酸离子 |
0.8~10mg/L |
0.99970 |
|
乙酸根离子 |
0.8~10mg/L |
0.99989 |
图2 乙醇酸和乙酸根离子线性结果
3.3 样品测试结果
样品重复性测试结果：
图3 样品稀释1000倍连续进样6针重复性测试谱图
表5 样品中乙醇酸测试结果
|
样品名称 |
保留时间(min) |
峰面积(μS*s) |
样品量(mg/L） |
稀释倍数 |
实际含量(mg/L) |
|
样1 |
18.855 |
58.255 |
6.394 |
1000 |
6394 |
|
样2 |
18.868 |
58.075 |
6.377 |
6377 |
|
|
样3 |
18.88 |
58.477 |
6.416 |
6416 |
|
|
样4 |
18.846 |
58.114 |
6.381 |
6381 |
|
|
样5 |
18.847 |
58.078 |
6.377 |
6377 |
|
|
样6 |
18.834 |
57.866 |
6.357 |
6357 |
|
|
平均 |
18.855 |
58.144 |
6.384 |
/ |
6384 |
|
RSD(%) |
0.088 |
0.353 |
0.310 |
/ |
/ |
表6 样品中乙酸根离子测试结果
|
样品名称 |
保留时间(min) |
峰面积(μS*s) |
样品量(mg/L） |
稀释倍数 |
实际含量(mg/L) |
|
样1 |
20.2 |
44.358 |
4.737 |
1000 |
4737 |
|
样2 |
20.217 |
44.283 |
4.73 |
4730 |
|
|
样3 |
20.235 |
44.361 |
4.737 |
4737 |
|
|
样4 |
20.192 |
43.987 |
4.703 |
4703 |
|
|
样5 |
20.197 |
44.014 |
4.706 |
4706 |
|
|
样6 |
20.183 |
43.870 |
4.693 |
4693 |
|
|
平均 |
20.204 |
44.146 |
4.718 |
/ |
4718 |
|
RSD(%) |
0.093 |
0.485 |
0.409 |
/ |
/ |
经测试，得出以下结果：
|
样品名称 |
实际含量（g/L） |
|
乙醇酸 |
6384 |
|
乙酸 |
4718 |
实际含量=样品量平均值*稀释倍数
样品加标回收率测试结果：
图4 样品稀释1000倍加标测试谱图
表7 样品加标回收率测试结果
|
样品名称 |
加标量(mg/L) |
测试样品量(mg/L) |
样品量本底值(mg/L) |
加标回收率 |
|
乙醇酸 |
3 |
9.637 |
6.384 |
108.27% |
|
乙酸 |
3 |
7.563 |
4.718 |
94.83% |
二、甲酸根、硫酸根、草酸根离子的测定
1.仪器设备及试剂
1.1 离子色谱配置清单
表8 仪器配置清单表
|
序号 |
名称 |
数量 |
|
1 |
IC6200离子色谱仪 |
1台 |
|
2 |
AS3100自动进样器 |
1台 |
|
3 |
SmartLab CDS 2.0色谱工作站 |
1套 |
|
4 |
氢氧根淋洗液发生器 |
1台 |
|
5 |
阴离子自在生膜抑制器 |
1台 |
|
6 |
氢氧根体系阴离子色谱柱 |
1根 |
1.2 试剂及标准品清单
表9 试剂及标品清单表
|
序列 |
试剂及标准品 |
纯度 |
|
1 |
甲酸根标准溶液 |
1000mg/L |
|
2 |
硫酸根标准溶液 |
1000mg/L |
|
3 |
草酸根标准溶液 |
1000mg/L |
|
4 |
甲醇 |
优级纯 |
1.3 实验材料及辅助设备
万分之一天平；
C18前处理小柱；
H前处理小柱；
水系聚醚砜滤膜（0.45µm）；
一次性注射器（5mL）；
超纯水。
2.实验方法
2.1 标准溶液配置
混合标准中间液：分别取硫酸根标准溶液100μL和草酸根标准溶液1mL于两个10mL容量瓶中，用纯水定容至刻度，摇匀，得到硫酸根质量浓度为10mg/L，草酸根质量浓度为100mg/L的混合标准中间液；
混合标准工作液：取一定量混合标准中间液和甲酸根标准溶液于10mL容量瓶中，用纯水稀释成甲酸根质量浓度分别为1mg/L，2.5mg/L，5mg/L，10mg/L，15mg/L、20mg/L；硫酸根质量浓度分别为25μg/L、50μg/L、100μg/L、200μg/L、300μg/L、400μg/L，草酸根质量浓度分别为0.25mg/L，0.5mg/L，0.75mg/L，1.5mg/L，3mg/L，4.5mg/L的混合标准工作液，现配现用。
2.2 样品前处理
取样品 100μL于10mL容量瓶中，用纯水定容至刻度，再取稀释后的样品溶液1mL于10mL容量瓶中，用纯水定容至刻度，得到稀释1000倍的样品溶液；
稀释后的样品先后过C18前处理小柱，H前处理小柱，0.45μm水系滤头后上机测试。C18前处理小柱使用前依次用20mL甲醇、15 mL水通过，静置活化30min。H前处理小柱使用前用15 mL水通过，静置活化30min。
2.3 实验条件
2.3.1离子方法条件
|
色谱柱 |
AS11-HC，4x250mm |
|
淋洗液 |
3-12-40mM KOH梯度淋洗 |
|
流速 |
1mL/min |
|
运行时间 |
38min |
|
进样量 |
满环进样，25μL |
|
柱温 |
30℃ |
|
池温 |
30℃ |
|
检测器 |
电导检测器 |
|
抑制器电流 |
120mA |
表10 淋洗液梯度
|
时间(min) |
类型 |
浓度 |
|
0 |
前阶梯 |
3 |
|
7 |
前阶梯 |
3 |
|
25 |
前阶梯 |
12 |
|
30 |
前阶梯 |
40 |
|
38 |
前阶梯 |
3 |
3.1 标准品谱图
38分钟内完成测定，各峰均有良好的峰形，各化合物响应和分离度良好，符合实验测定需求。
图5 阴离子混标测试色谱图
3.2 线性范围
取适量各浓度混合标准工作液上机测试，线性检测结果与已知浓度的偏差小于最大允许偏差，R²范围在0.999以上，各组分线性关系良好。
表11 各化合物线性范围表
|
化合物 |
线性范围 |
线性相关系数R² |
|
甲酸根离子 |
1~20mg/L |
0.99905 |
|
硫酸根离子 |
25~400μg/L |
0.99926 |
|
草酸根离子 |
0.25~4.5mg/L |
0.99951 |
图6 甲酸根、硫酸根和草酸根离子线性结果
3.3 样品测试结果
样品重复性测试结果：
图7 样品稀释1000倍连续进样6针重复性测试谱图
表12 样品中甲酸根测试结果
|
样品名称 |
保留时间(min) |
峰面积(μS*s) |
样品量(mg/L） |
稀释倍数 |
实际含量(mg/L) |
|
样1 |
6.733 |
76.903 |
3.884 |
1000 |
3884 |
|
样2 |
6.733 |
76.864 |
3.882 |
3882 |
|
|
样3 |
6.717 |
76.636 |
3.87 |
3870 |
|
|
样4 |
6.716 |
76.681 |
3.872 |
3872 |
|
|
样5 |
6.718 |
76.587 |
3.867 |
3867 |
|
|
样6 |
6.722 |
76.615 |
3.869 |
3869 |
|
|
平均 |
6.723 |
76.714 |
3.874 |
/ |
3874 |
|
RSD(%) |
0.117 |
0.176 |
0.185 |
/ |
/ |
表13 样品中硫酸根离子测试结果
|
样品名称 |
保留时间(min) |
峰面积(μS*s) |
样品量(μg/L） |
稀释倍数 |
实际含量(mg/L) |
|
样1 |
22.282 |
1.754 |
95.029 |
1000 |
95.029 |
|
样2 |
22.312 |
1.781 |
96.866 |
96.866 |
|
|
样3 |
22.269 |
1.821 |
99.626 |
99.626 |
|
|
样4 |
22.245 |
1.806 |
98.632 |
98.632 |
|
|
样5 |
22.258 |
1.781 |
96.866 |
96.866 |
|
|
样6 |
22.253 |
1.793 |
97.724 |
97.724 |
|
|
平均 |
22.27 |
1.789 |
97.457 |
/ |
97.457 |
|
RSD(%) |
0.109 |
1.294 |
1.639 |
/ |
/ |
表14 样品中草酸根离子测试结果
|
样品名称 |
保留时间(min) |
峰面积(μS*s) |
样品量(mg/L） |
稀释倍数 |
实际含量(mg/L) |
|
样1 |
25.333 |
42.244 |
2.397 |
1000 |
2397 |
|
样2 |
25.328 |
42.106 |
2.39 |
2390 |
|
|
样3 |
25.301 |
42.016 |
2.385 |
2385 |
|
|
样4 |
25.3 |
41.731 |
2.37 |
2370 |
|
|
样5 |
25.288 |
41.79 |
2.373 |
2373 |
|
|
样6 |
25.273 |
42.124 |
2.391 |
2391 |
|
|
平均 |
25.304 |
42.002 |
2.384 |
/ |
2384 |
|
RSD(%) |
0.091 |
0.48 |
0.448 |
/ |
/ |
经测试，得出以下结果：
|
样品名称 |
实际含量（g/L） |
|
甲酸根 |
3874 |
|
硫酸根 |
97.457 |
|
草酸根 |
2384 |
实际含量=样品量平均值*稀释倍数
样品加标回收率测试结果：
图8 样品稀释1000倍加标测试谱图
表15 样品加标回收率测试结果
|
样品名称 |
加标量(mg/L) |
测试样品量(mg/L) |
样品量本底值(mg/L) |
加标回收率 |
|
甲酸根 |
4 |
8.160 |
3.847 |
107.15% |
|
硫酸根 |
0.1 |
0.224 |
0.097 |
105.86% |
|
草酸根 |
1 |
3.407 |
2.384 |
102.30% |
三、总结
本方法使用英国365集团官网IC6200离子色谱系统配置电导检测器，测定乙醇酸、甲酸根离子、乙酸根离子、硫酸根离子和草酸根离子的线性、样品重复性和加标回收率。由色谱图和数据可得该方法的各色谱峰峰形良好、无拖尾，灵敏度符合国标要求，线性相关系数均大于0.999，样品重复性良好，加标回收率良好。说明了该方法配备英国365集团官网离子色谱系统满足对有机胺吸收液样品中乙醇酸、甲酸根离子、乙酸根离子、硫酸根离子和草酸根离子的定性定量检测需求。
相关产品
如需下载完整解决方案，请填写以下信息。
