氣相色譜法和分光光度法測定苯乙烯塔釜液中DNBP含量的比較

單潔，王全，張玉涵，徐明智

（天津大沽化工股份有限公司，天津300455）

苯乙烯，簡稱SM，是石油化工行業的重要基礎原料，主要用于生產丁苯橡膠、聚苯乙烯、泡沫聚苯乙烯以及與其他單體共聚制造多種不同用途的工程塑料，也是生產離子交換樹脂及醫藥品的原料之一，此外，苯乙烯還可用于制藥、染料、農藥以及選礦等行業。但是苯乙烯單體具有自聚性，在精餾過程中易形成高聚物，影響產品質量，影響生產穩定性，所以需要添加阻聚劑。

DNBP即2-仲丁基-4，6-二硝基苯酚，主要用作苯乙烯、α-甲基苯乙烯等乙烯基芳烴化合物單體蒸餾時的高溫阻聚劑，可大幅度降低苯乙烯單體在精餾過程中因聚合導致的損失，其加入量會直接影響苯乙烯產品的純度。與此同時，DNBP含氮量高，毒性大，并非綠色阻聚劑，隨著國家對節能減排的要求日益嚴格，需要嚴格控制其加注量，因此DNBP殘余量的檢測至關重要[1]。

1 實驗部分

1.1 儀器

氣相色譜儀：7890A，安捷倫科技有限公司；電子天平：BT224S，賽多利斯科學儀器有限公司；紫外-可見分光光度計：Lambda35，鉑金埃爾默股份有限公司。

1.2 材料

容量瓶：250mL；分液漏斗：250mL；玻璃漏斗：90mm；定性濾紙：12.5mm；玻璃燒杯：200mL。

1.3 試劑

苯乙烯：優等品，天津大沽化工股份有限公司；乙苯：優等品，天津大沽化工股份有限公司；DNBP-乙苯溶液：70%，吉林省九新實業集團化工有限公司；氫氧化鈉：分析純，天津市風船化學試劑科技有限公司。

1.4 實驗方法

1.4.1 紫外-可見分光光度法方法的建立

1）標準溶液的配制。稱取0.5018g DNBP-乙苯溶液（DNBP含量70.1%），加入乙苯至總質量為100.0008g，則該溶液含有3518mg/kg的DNBP。用乙苯稀釋該溶液，可獲得DNBP含量分別為1760mg/kg和880mg/kg的乙苯溶液。

2）標準曲線的繪制。分別量取上一步中三種不同DNBP含量的標準溶液以及乙苯，分別置于四個承裝50mL乙苯的分液漏斗中。向每個分液漏斗中加入50mL 1.0mol/L氫氧化鈉溶液，振搖3min后靜置，待溶液分層后將下層的水相放出并經濾紙過濾。加入氫氧化鈉溶液15min后在波長445nm處，用1cm比色皿，以上述經過處理的乙苯作為參比，測定各澄清濾液的吸光度，結果見表1。

表1 不同含量的DNBP對應的吸光度

對上述數據進行擬合，得到標準曲線，其線性方程為y=0.00025x+0.00188，R2=0.99995。

1.4.2 氣相色譜外標法的建立

色譜柱以及操作條件[2]為：色譜柱型號：HP-5；固定相：聚甲基硅氧烷；柱尺寸：30m×0.32mm×0.5μm；載氣及流量：N220mL/min；檢測器及溫度：FID 260℃；H2流量：30mL/min；空氣：400mL/min；尾吹：20mL/min；進樣量：1μL；分流比：10∶1；汽化室溫度：240℃；柱溫：205℃恒溫30min。

將配制的標準溶液依次用色譜檢測，可得含量與峰面積的關系見表2。

表2 不同含量的DNBP對應的峰面積

由上述數據可得線性方程y=732.16897x-7708.37807，R2=0.99995。

1.4.3 兩種檢測方法對比

取兩種苯乙烯中間產品A和B，由不同的檢驗人員分別用兩種方法對DNBP含量進行檢測，結果見表3和表4。

表3 分光光度法和氣相色譜法對中間產品A的檢測結果

表4 分光光度法和氣相色譜法對中間產品B的檢測結果

由表3得到五名檢驗人員用分光光度法對中間產品A的檢測結果的極差為184mg/kg，樣本標準偏差為75mg/kg；用氣相色譜法對中間產品A的檢測結果的極差為43mg/kg，標準偏差為17mg/kg。

由表4得到五名檢驗人員用分光光度法對中間產品B的檢測結果的極差為295mg/kg，標準偏差為110mg/kg；用氣相色譜法對中間產品B的檢測結果的極差為65mg/kg，標準偏差為25mg/kg。

1.4.4 氣相色譜法加標回收率的計算

樣品加標回收率是指取兩份相同的樣品，向其中一份加入定量的待測組分的標準物質，兩份樣品按照相同的方法進行分析，加標的一份所得的測定結果與未加標一份所得的測定結果的差值同加入標準物質的理論值之比即為樣品加標回收率[3]，其計算公式為：

加標回收率的大小不僅可以反應檢驗人員的操作水平，更重要的是它反應了分析方法是否適合被測物質，能夠幫助檢驗人員發現檢驗過程中存在的問題，確保分析數據準確、有效。

回收率的參考范圍[4]見表5。

表5 回收率參考范圍

向中間產品A中加入定量的DNBP標準物質，由五名檢驗人員分別使用氣相色譜進行檢測，檢測結果見表6。

表6 氣相色譜法測中間產品A的加標檢測結果

計算可得：樣品加標回收率為100.2%。參照表5所給出的范圍可得出氣相色譜法的加標回收率完全符合要求。

2 結果與討論

由表1和表2所得的線性方程結合實際檢測數據，可以看出兩種方法的重復性均較好。但是由表3和表4可以看出：由于分光光度法需要人工萃取、靜置、振搖以及定量移取溶液，所以不同操作人員之間的重現性得不到保障，氣相色譜法由于采用自動進樣器進樣，避免了人為差異，檢測結果的準確度和精密度更高[5]。

此外，氣相色譜法不需要長時間接觸樣品，大大降低了檢驗人員接觸危害的風險。分光光度法產生多種廢液且量較大，后期不易處理；氣相色譜法產生的廢液量較少，與分光光度法相比幾乎可以忽略不計。

3 總結

通過調整實驗用量和優化儀器設定參數，本文確定了氣相色譜儀設置參數。與傳統方法相比，該方法操作簡便、效率高、精度高且重復性好，使用該方法可快速準確地測定DNBP的殘余量，能夠對苯乙烯高溫精餾起到顯著的控制作用，從而正確指導生產。