Форколонка для определения примесейуглЕВОдОРОдОВ B ВОздуХЕ Советский патент 1981 года по МПК G01N31/08 

1

Изобретение, относится к аналитической химии, а именно к наполнителям форколонки, йспольэуелшм в газовой хроматографии при анализах воздуха, загрязненного примесями органических соединений различных классов.

Известно определение примесей углеводородов в воздухе, включающее предварительное концентрирование примесей в ловушке с активированным углем с последующей экстракцией примесей подходящим органическим растворителем и анализом полученного раствора на хроматографе 1.

Такое определение вполне удовлетворительно при анализе чисто.углеводородных композиций. Однако в случае реальных смесей загрязненного воздуха атмосферы или воздушной среды производственных помещений, в коTOjMJX наряду с углеводородами всегда содержатся примеси других органических соединений (альдегиды, спирты, карбоновые кислоты, фенолы, вмины, сульфиды, г§логенпроизводные углеводородов -и др.), корректно идентифицировать и количественно определить углеводороды с помощью этого спосо- ба практически невозможно. Кроме того, всегда возможно изменение содержания сконцентриройанных в ловушке углеводородов вследствие реакции с полярными примесными соединениями либо вследствие вытеснения углеводородов с угля предпочтительной сорбцией полярных микропримесей.

Известны также наполнители форколонки для определения примесей углеводородов в воздухе, сопутствующие

to углеводородам примеси различных классов, которые удаляются посредством их необратимой сорбции вследствие реакции с наполнителем форколонки 2 ,

15

Однако данные наполнители форколонки направлены на удаление ограниченного круга соединений, принадлежащих к тому ипи иному классу.

Цель изобретения - повышение

20 точности и селективности газохроматографического определения микропримесей углеводородов в загрязненном воздухе.

Указанная цель достига1ется тем,

25 что в орколонке для определения примесей углеводородов в воздухе, содержащей наполнитель, последний выполнен в виде последовательно расположенных равной высоты слоев следующих компонентов , %: фосфорная ки30слота 100; версамид-900 на днатсвиитовом носителе 20; литийалюминийгидрид и ацетат свинца, смешанные в соотношении 1:1 с диатомитовым носителем . Пpeдлaгae щй наполнитель для форколонки в указанной последовательности реагентов и их концентрации позволяет удаля1ь из многокомпонен.тноЯ смеси загрязняющих веществ основные классы химических соединений, приведенных в табл. 1. Полнота сорбции примесей предлага емой форколонкой при различных вариантах взаимного расположения реагентов приведена в табл. 2. Исследования проводятся на модель ной смеси химических соединений, при веденных в табл. 1. Концентрация каждого компонента составляет 50 мг/ Скорость аспирирования 0,5 л/мин и время пробоотбора 10 мин. Углеводорода свободно проходят через форколонку и концентрируются в ловушке с активированнЕлм углем ВАУ откуда извлекаются растворителем и анализируются газохроматографически Ограничением является образование олефинов вследствие дегидратации третичных спиртов на фосфорной кисло те. Однако, как показывают результаты исследований воздуха производственных помещений различных отраслей промш-лленности, выхлопных и отходящих газов, газообразных продуктов термической деструкции полимеров и т.п., третичные спирты довольноредко йстречаются в загрязненном воздухе вследствие свое|) нестабильности Приготовление форколонки, .В стеклянную трубку (28xf,6) см последовательно помещают слой сферохрома-1 длиной 7 см, на который из SO-SSS-HOio водного раствора наносят ортофосфорную кислоту в количестве 100 вес.%. Затем {после тампона из стекловолокна) насыпают такой же толщины слой диатомитрвого носителя (например хроматона N), пропитанного 20%-ным раствором Версамида-900, .после чего снова вкладывают в трубку тампон из стекловолокна, а за ним последовательно помещают слой,ацетата свинца и литийалюмииийгидрида, смешанных предварительно в отношении 1:1 со сферохромом-И (длина каждого из двух последних слоев реагента 6 см). После заполнения форколонку закрывают тампоном со второго конца и кондиционируют продуванием чистого и сухого азота со скоростью 200 мл/м в течение 4 ч при . После заполнения колонку хранят герметически закрытой стеклянными заглушками на силиконовой резине в темном, сухом месте при обычной температуре. Использование форколонки. Воздух яэ бутыли, содержащий мик. ропримеси углеводородов и .сопутствую пЦке им примеси, продувают спомощью электроаспиратора со скоростью 0,20,3 л/мин при 17-2(f С в количестве 2-3 л через последовательно соединенные форколонку и ловушку из стекла 5X0,4 см с активированным углем БАУ зернением 0,3-0,1 мм, содержащую ,0,7 г адсорбента. Уголь предварительно продувают чистым и сухим азотом при 160-18(f с в течение 4ч. После концентрирования уголь высыпают из ловушки в микробюкс на 3 MI куда затем добавляют 0,4 мл метанола (для экстракции замещенных углеводородов) или 0,4 мл декана (для Извлечения углеводородов). Через 30 мин 10 мкл полученного экстракта микрошприцем вводят в испаритель хроматографа ЛХМ-8МД (7-эая модель) с пламенно-ионизационным детектором и капиллярной КОЛОНКОЙ (50 MtO,25 мм) со скваланом, термостатируемой при 100°с. Пример. Условия хроматографического анализа те же, что указаны выше. Исследуют воздух# загрязнённый парами канифоли в процессе пайки металла (температура выше ). Пробу воздуха отбирают одновременно в две ловушки, причем перед одной из них ставят Форколонку. Сравнение хроматограмм 1 и 2 (Фиг. 1) показывает, что форколонка удерживает все соединения пробы, среди которых нет углеводородов, а лишь одни кислородсодержащие производные углеводородов. П р и м е р 2. Условия анализа те же, что и в примере 1. Анализируют воздух, загрязненный летучими продуктами, выделяющимися при нагревании до температуры вулканизации (180-200С) изопренового каучука СКИ-3. В форколонке в процессе отбора пробы необратимо поглощены ацетальдегид и еще два неидентифицированных альдегида (пики 2, 14 и 16 на хроматограммё 1, фиг. 2) , а также ароматические амины (пики 6 и 24) и серусодержащие органические соединения (пик1; 9 и 34) . точность определения углеводородов с предлагаемым наполнителем форколонки проводят на искусственной смеси микроконцентраций н -декана, , хлорбензола и ацетальдегйда при тех же условиях анализа. Селективное вьеделение. углеводородов из сложных смесей с помощью химических реакций в предлагаемой форколонке позволяет контролировать содержание следовых количеств углеводородов (0,05 мг/м ) а атмосферном воздухе и воздухе рабочей зоны независимо от состава загрязненного воздуха с точностью 17-18 отн.%.

Соединения

ТаГ5лица1

Эпоксиды

Варианты расположения слоев реагентов в форколонке

1,2, 3,4

3,1, 2,4

2,1, 3,4

1,2, 4,3 Формула изобретения Форколонка для оп ределения примесей углеводородов в воздухе, содержащая нгшолнитель, отличающаяся тем, что с целью повышения точности и селективности гаэохро матографического определения углеводородов, наполнитель выполнен в виде последовательно расположенных равной высоты слоев следующих компонентов,% фосфорная кислота 100; Версамид-900 ца диатомитовом носителе 20; литийэлюминийгидрид и ацетат свинца,смесоединения

Ароматические нитросоединения

Иэоцианаты

Таблица2

Побочное действие

Продолжительность эффективной работы (число проО)

Дегидратация третспиртов

Мешающее влияние влаги

Проскок галогенуглеводородов

Неполнота поглощения сульфидов и дисульфидов1:1 с диатоми:шанные в соотношении 5аым носителем. . Источники информации, принятае во внимание при экспертизе 1« Леонтьева С.А. и др. Газохроматографический анализ воздуха производственных помацений на содержание углеводородов. - Аналитическая химия, 1977, т. 32, с. 1638. 2. Газовая хроматография в нефтехимии. Под ред. чл.-корр.АН СССР М., Наука Н.С. Наметкийа. с. 84-86.

-.

w 70 SO 50 to 30

)fp 38 3J Врепя (мин) 200 т (Put. I wo