煤基乙醇中C3、C4醇的氣相色譜法測定

郭俊峰

（陜西興化集團有限責任公司，陜西興平 713100）

陜西興化集團年產10萬 t 合成氣制乙醇項目，煤基乙醇產品中除了含有甲醇雜質（輕組分）以外，還包括一些沸點高于乙醇產品的C3、C4醇（主要有異丙醇、仲丁醇、正丙醇等重組分），這些重組分含量超過一定的指標，除了影響乙醇產品的純度，也會對用戶的使用造成較大的影響。因此，準確快速測定重組分的含量，對于指導生產部門及時調整生產工藝、最大程度保證公司乙醇產品的合格銷售具有重要意義。本文利用氣相色譜法對我公司乙醇產品中的C3、C4醇（異丙醇、仲丁醇、正丙醇）的測定進行了實驗驗證。乙醇是一種重要的化工原料，被廣泛應用于生產中，乙醇用氫火焰離子化檢測器測定，WAX 色譜柱屬于強極性，可用于醇類、酯類的分析，因此本文采用強極性WAX 色譜柱測定乙醇產品中的異丙醇、仲丁醇以及正丙醇。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

氣相色譜儀：Clarus 580，氫火焰離子化檢測器，分流進樣口；

色譜柱：強極性毛細管WAX 色譜柱，60 m×0.32 mm×5 μm；

載氣：99.999% N2，經硅膠與分子篩進一步凈化；

燃氣：99.999% H2，經硅膠與分子篩進一步凈化；

空氣：空分裝置產出儀表空氣，經硅膠與分子篩進一步凈化；

異丙醇：色譜純試劑，稱取色譜純的異丙醇1 g（精確至0.0001 g）于1 000 mL 容量瓶中，以基準乙醇定容，搖勻后即為1 g/L 標準溶液；

仲丁醇：色譜純試劑，稱取色譜純的仲丁醇1 g（精確至0.0001 g）于1 000 mL 容量瓶中，以基準乙醇定容，搖勻后即為1 g/L 標準溶液；

正丙醇：色譜純試劑，稱取色譜純的正丙醇1 g（精確至0.0001 g）于1 000 mL 容量瓶中，以基準乙醇定容，搖勻后即為1 g/L 標準溶液。

1.2 色譜操作條件

色譜操作條件見表1。

表1 色譜操作條件

1.3 分析步驟

1.3.1 標準溶液的配制

按照表2分別吸取不同量的1.2配制好的異丙醇、仲丁醇以及正丙醇標準溶液（1 g/L）于10 mL 容量瓶中，然后用基準乙醇稀釋至刻度，充分混勻，分別得到不同濃度的標準溶液。

表2 標準溶液的配制及對應組分的峰面積

1.3.2 校正因子的測定

將色譜狀態調至表1操作條件，氫火焰離子化檢測器點火，待基線穩定后，分別準確進樣1 μL。依據各組分的峰面積計算出校正因子f值。

異丙醇、仲丁醇、正丙醇校正因子的計算公式如下。

式中，mi為異丙醇、仲丁醇、正丙醇組分的含量；Ai為異丙醇、仲丁醇、正丙醇組分對應的峰面積。

1.3.3 標準曲線的繪制

三種組分不同濃度的標準溶液分別進樣，以峰面積為縱坐標，濃度為橫坐標，分別繪制異丙醇、仲丁醇以及正丙醇的標準曲線。

將不同濃度的標準溶液準確進樣1 μL，以濃度為橫坐標，峰面積為縱坐標，繪制標準曲線，確定該方法測定異丙醇（圖1）、仲丁醇（圖2）以及正丙醇（圖3）含量的線性。

圖1 不同濃度異丙醇乙醇溶液與對應峰面積的標準曲線

圖2 不同濃度仲丁醇乙醇溶液與對應峰面積的標準曲線

圖3 不同濃度正丙醇乙醇溶液與對應峰面積的標準曲線

1.3.4 試樣的測定

取少量待測煤基乙醇產品，用微量進樣器準確進樣1 μL，依據各重組分的峰面積結合1.3.1求出的各組分校正因子，計算出待測樣品中各組分的含量。

待測樣品中異丙醇、仲丁醇、正丙醇各組分含量的計算公式如下。

式中，w為待測樣品中異丙醇、仲丁醇、正丙醇的含量，mg/L；As為待測樣品中異丙醇、仲丁醇、正丙醇各組分的峰面積；f為異丙醇、仲丁醇、正丙醇的校正因子。

2 結果與討論

2.1 定性實驗

（1）色譜條件優化。WAX 色譜柱屬于強極性色譜柱，比較適合分離甲醇、乙醇、異丙醇、仲丁醇以及正丙醇等。本實驗采用60 m×0.32 mm×0.5 μm，柱容量較大。通過實驗發現初始柱溫在65℃附近，等甲醇出峰完畢后進行程序升溫，能使低沸點的甲醇與高沸點的仲丁醇、正丙醇較好分離。

（2）乙醇中各重組分的典型色譜圖及保留時間見表3。

表3 各組分保留時間

2.2 定量試驗

2.2.1 精密度試驗

按照上述確定的方法對煤基乙醇待測樣品中的異丙醇、仲丁醇、正丙醇各組分進行重復性實試驗，三種組分的相對標準偏差RSD 分別為0.22%、0.11%、0.11%，重復性實驗數據見表4。

表4 各組分重復性實驗數據

2.2.2 準確度試驗

對同一樣品，對各組分進行加標回收率試驗，異丙醇、仲丁醇、正丙醇的平均回收率分別為101.4%、100.2%、99.77%，測定結果見表5。

表5 煤基乙醇中異丙醇、仲丁醇、正丙醇含量的回收率試驗數據分析

2.2.3 樣品測定

按照本文確定的方法，對我公司連續5天生產的煤基乙醇中異丙醇、仲丁醇、正丙醇含量進行測定。5批次測定結果見表6。

表6 5批次測定結果

3 結論

通過以上一系列試驗，可以看出，利用強極性wax 色譜柱氣相色譜法測定我公司煤基乙醇產品中的C3、C4醇（異丙醇、仲丁醇、正丙醇）含量方便快捷、精密度較高，異丙醇、仲丁醇、正丙醇的相對標準偏差分別為0.22%、0.11%、0.11%，加標平均回收率分別為101.4%、100.2%、99.77%，能夠滿足工業生產的相關要求，同時該方法經過進樣方式調整，也適用于測定大氣和廢氣中C3、C4醇的測定。