淺談氣體中微量乙炔測(cè)定方法_1

1、    淺談氣體中微量乙炔測(cè)定方法    魏麗娟摘 要：近年來由于國(guó)內(nèi)外由于空分設(shè)備中乙炔含量超標(biāo)引發(fā)的爆炸事故時(shí)有發(fā)生，給我們一次次敲響著警鐘。很多企業(yè)現(xiàn)階段采用的乙炔測(cè)定方法還停留在上世紀(jì)60年代。正所謂凡事預(yù)則立不預(yù)則廢，為什么一定要對(duì)氣體中微量乙炔進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)量呢？對(duì)于氣體中微量乙炔現(xiàn)階段主流有效的方法有哪些呢？本文就這些問題展開討論，對(duì)現(xiàn)階段各種微量乙炔測(cè)定法進(jìn)行簡(jiǎn)述和點(diǎn)評(píng)。關(guān)鍵詞：空分設(shè)備；乙炔；測(cè)定方法；微量1、對(duì)空分氣體中的微量乙炔的原因眾所周知在乙炔的是做過程中需要空分裝置，空分裝置是以天然氣為基礎(chǔ)制作乙炔必不可少的裝置。但是空分裝置中的

2、原有空氣中含有微量的乙炔，很容易隨著蒸餾過程進(jìn)入分餾塔。由于乙炔本身的化學(xué)性質(zhì)及其活潑（因?yàn)橐胰埠刑既I），而且溶解度不大，一旦蒸餾過程中乙炔含量超標(biāo)，乙炔就會(huì)以固體形式析出，固體形式活潑性與液體和氣體相比都要大，一旦這些固體乙炔和液氧相遇，達(dá)到一定濃度要求后，必然會(huì)引發(fā)爆炸，輕者蒸餾設(shè)備報(bào)廢，重者引發(fā)火災(zāi)導(dǎo)致人員傷亡。因此說測(cè)定空分設(shè)備中的乙炔含量意義重大，對(duì)于牽扯到人身安全的問題，必然要受到更多的重視。2、氣相色譜法測(cè)定空分氣體中的微量乙炔2.1 氣相色譜法測(cè)定空分氣體中的微量乙炔原理簡(jiǎn)介利用色譜柱對(duì)氣態(tài)和固態(tài)的吸附力差別來進(jìn)行鑒定，當(dāng)帶有微量乙炔的待測(cè)氣體通過色譜柱時(shí)，必然會(huì)經(jīng)歷一個(gè)脫

3、離重新依附的再分配過程，當(dāng)帶有微量乙炔的待測(cè)氣體通過一段色譜柱長(zhǎng)度后，根據(jù)氣體吸附力的不同會(huì)按順序通過氫氣火焰檢測(cè)裝置，這種檢測(cè)裝置最大的特點(diǎn)就是會(huì)根據(jù)通過氣體的含碳量量的不同產(chǎn)生不同的電流型號(hào)，將產(chǎn)生的這種微弱的電流信號(hào)進(jìn)行放大處理之后，記錄下來，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)就可以繪制出實(shí)驗(yàn)氣體的各組份的色譜圖，根據(jù)色譜就可以對(duì)實(shí)驗(yàn)氣體進(jìn)行定性和定量的計(jì)算。2.2 氣相色譜法測(cè)定空分氣體中的微量乙炔實(shí)驗(yàn)過程簡(jiǎn)介氣相色譜法測(cè)定空分氣體中微量乙炔大致實(shí)驗(yàn)步驟分為六步，實(shí)驗(yàn)儀器的選定采樣方法的確定分離條件的確定實(shí)驗(yàn)氣體體積的選定實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析計(jì)算。每一步的選擇都在至關(guān)重要，直接影響到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，下面就其中

4、較難的步驟進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。采樣方法選擇：因?yàn)榇龣z測(cè)的實(shí)驗(yàn)氣體都是在蒸餾塔內(nèi)，取出的采樣氣體如何保證不受采樣方法的影響至關(guān)重要。一般情況下將取樣得來的待測(cè)氣體放入到保溫桶中，用排盡空氣的針筒取少量待測(cè)液后將針筒前段橡皮管夾好（防止外界空氣進(jìn)入），帶取樣液體完全汽化后在進(jìn)行檢測(cè)。（針筒中活塞是可伸縮的，在液體汽化過程中活塞會(huì)移動(dòng)，不會(huì)爆炸的）實(shí)驗(yàn)氣體體積的選定：經(jīng)過多次的實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)選用5ml作為待測(cè)體積時(shí)測(cè)量的結(jié)果最好。因?yàn)橹挥羞@樣才能將乙炔的最小檢測(cè)濃度達(dá)到安全要求，同樣的，由于實(shí)驗(yàn)儀器的限制，多次調(diào)試后對(duì)空氣流量，氫氣流量都有明確的要求。實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)：在實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候選擇逢高增量法進(jìn)行

5、定性測(cè)量，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)得，峰高由高至低一次代表著甲烷、乙烷、乙炔、丙烷等，對(duì)比實(shí)驗(yàn)氣體峰高值，就能判定測(cè)量氣體的化學(xué)成分，這就是峰高定性測(cè)量法。單獨(dú)定性測(cè)量肯定不行，主要還是要進(jìn)行定量測(cè)量，定量測(cè)量的方法是通過對(duì)比絕對(duì)校正因子得到的，通過標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)得到一系列濃度乙炔含量的絕對(duì)校正因子，只要將測(cè)試氣體的校正因子與之比較，就能得出測(cè)試氣體乙炔含量。2.3 氣相色譜法測(cè)定空分氣體中的微量乙炔的不足氣相色譜法測(cè)定空分氣體中的微量乙炔與傳統(tǒng)的目視比色法要好很多，目視比色法由于人為的誤差和方法本身存在的缺陷，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性差，不具有說服力。而且相較而言，氣相色譜法分析速度更快，靈敏度更高且分析所需的實(shí)驗(yàn)樣

6、品也比較少。但也是存在其缺點(diǎn)的。首先，實(shí)驗(yàn)過程繁瑣，由于需要通過峰高定性和絕對(duì)因子定量對(duì)比，所以實(shí)驗(yàn)過程中需要找到標(biāo)準(zhǔn)的峰高圖和標(biāo)準(zhǔn)的絕對(duì)因子圖，而且濃度在小范圍內(nèi)變動(dòng)得到的絕對(duì)因子也變化較小，所以定量計(jì)算來說，絕對(duì)因子的方法不能夠測(cè)量乙炔含量低的氣體。其次，色譜固定相的選擇比較復(fù)雜，需要根據(jù)被測(cè)氣體成分來選擇，色譜固定相的選擇直接影響到結(jié)果的準(zhǔn)確性，而對(duì)于色譜固定相的選擇需要專家分析決定，因此就限制了該方法的廣泛使用。3、光電比色法測(cè)定純氧氣體中的微量乙炔濃度上面介紹了氣相色譜法測(cè)定空分氣體中的微量乙炔有其有點(diǎn)當(dāng)然也有其不可忽視的缺點(diǎn)。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，對(duì)于原料空氣的乙炔含量鑒定大都采用上述

7、的色譜分析法來鑒定，但是對(duì)于純氧中的乙炔含量鑒定就不再適用，以前人們常采用目視比色法來進(jìn)行純氧中乙炔含量的鑒定，但是這種方法人為參與度高，且靈敏度不高，有時(shí)候誤差很大。相比較而言，現(xiàn)在對(duì)于純氧中乙炔含量多采用靈敏度更高的光電比色法。3.1 光電比色法測(cè)定純氧氣體中微量乙炔濃度的基本原理光電比色法的基本原理就是利用有色液體對(duì)不同波長(zhǎng)一首程度的差異來判斷溶液中各成分的濃度。對(duì)于純氧中混入少量乙炔的混合液體來說，乙炔濃度的不同導(dǎo)致液體同某一種波長(zhǎng)吸收能力不同，測(cè)定一系列不同濃度的乙炔和純氧的混合溶液的的波長(zhǎng)吸收能力，測(cè)定吸收能力的差異就能對(duì)比得到待測(cè)溶液中乙炔的濃度。在實(shí)際造作過程中采用的單色光是將

8、光源發(fā)射的光經(jīng)過綠光片過濾得到，這種一定波長(zhǎng)寬度的光近似認(rèn)為是單色光。讓經(jīng)果濾光片后得到的近似單色光通過有色溶液后照射到光電板上，光電板根據(jù)光的強(qiáng)度大小對(duì)應(yīng)產(chǎn)生不同的電流，這樣就可以直接通過電流大小這種直觀的數(shù)據(jù)來反映溶液的吸收光波的能力，進(jìn)而判斷溶液中乙炔的濃度。3.2 光電比色法測(cè)定純氧氣體中微量乙炔濃度的實(shí)驗(yàn)過程首先就是配置標(biāo)準(zhǔn)濃度的乙炔，這個(gè)在化學(xué)上長(zhǎng)采用九水硝酸鉻與六水硝酸鈷反應(yīng)得到乙炔溶液，再將乙炔溶液稀釋到所需濃度即可配制出乙炔標(biāo)準(zhǔn)液。將一系列的不同濃度的乙炔標(biāo)準(zhǔn)液密閉封裝后用專業(yè)儀器測(cè)量不同濃度乙炔標(biāo)準(zhǔn)液對(duì)應(yīng)的光密度，根據(jù)測(cè)得的濃度光密度數(shù)據(jù)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線用于實(shí)驗(yàn)對(duì)比。其次就是配

9、制乙炔的吸收液，這種也缺吸收液作用巨大，主要功能就是可以吸收氣體中的微量乙炔，這種標(biāo)準(zhǔn)液的配制要求很嚴(yán)格，因?yàn)檫@將直接關(guān)系到液體能否完全吸收液氧中的乙炔。常用的三水硝酸銅和濃氨水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)配制成a液，用鹽酸羥胺和無水乙醇反應(yīng)配制b液，使用時(shí)將一定含量的a液和b液混合即可，這種吸收液最大的特點(diǎn)就是無色透明。3.3 光電比色法測(cè)定純氧中乙炔濃度的不足光電比色法相較于前面提到的兩種方法，有很多的有點(diǎn)，比如靈敏度高，操作簡(jiǎn)單等。但是也有其自身的局限性和缺點(diǎn)。首先就是乙炔標(biāo)準(zhǔn)液和乙炔吸收液的配制問題，實(shí)驗(yàn)都是由人來完成，人的操作不可能精確度很高，每次配制都會(huì)有誤差，這些誤差的累計(jì)都會(huì)體現(xiàn)在最后的測(cè)量精度上。其次就是標(biāo)準(zhǔn)液配時(shí)后并不是立即使用，保存過程再好也有稀釋的可能，等再次使用的時(shí)候很難保證就是你當(dāng)時(shí)所需的濃度啦。還有實(shí)驗(yàn)過程中光線因素的影響，這些都是客觀存在的因素也都對(duì)實(shí)驗(yàn)精影響很大。結(jié)論：通過對(duì)現(xiàn)階段乙炔濃度測(cè)量的幾種方法的簡(jiǎn)介和比較分析，讓人們對(duì)現(xiàn)存測(cè)量技術(shù)有一定的認(rèn)識(shí)和了解，為以后學(xué)習(xí)乙炔測(cè)定的學(xué)習(xí)提供參考。參考文獻(xiàn)：1張鵬程.光電比色法測(cè)定液氧中微量乙炔j.冶金動(dòng)力，1998（06）：33-35.2牙金艷.乙炔中磷化氫測(cè)定方法的改進(jìn)j.化工技術(shù)與開發(fā)，2011，40（12）：42-44.3陳小萍.氣相色譜法測(cè)定乙烯中微