Способ определения метанола в газовоздушной среде Советский патент 1982 года по МПК G01N31/08 

Изобретение относится к ангшитической химии г а именно к способам определения метанола в газовой фазе, и может быть использовано на заводё1Х ив лабораториях.

Известен способ определения метаНола в газовой фазе с предварительньо концентрированием в ловушке, заполненный активированным углем, десорбцией метанола органическим растворителем и последующим газйхрсматографическим анализом экстракта 11.

Недостатком данного способа является малая селективность и невысокая точность определения.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемым результатам является способ, определения метанола в газовоздушной среде путем адсорбции метанола пропусканием анализируемой пробы через сорбент-активированный уголь, при комнатной температуре, десорбции его водой с последурзщим газохроматографическим анализом экстракта 2.

Недостатком известного способа является малая селективность и относительно невысокая точность определения.

Цель изобретения - повышение селективности и точности способа.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения метанола в газовоздушной среде путем адсорбции метанола пропусканием анализируемой пробы через молекулярные сита ЗА при температуре от О до , десорбций метанола водой с

10 последуюпшм газохроматографическим анализом экстракта, в качестве сорбента используют молекулярные сита ЗА и адсорбцию ведут при температуре от О до ,

15

Пример 1. Для .проверки сорбции метанола молекулярными ситами ЗА (цеолитом ЗА) и изучения возмозхного эффекта частичной сорбции этим адсорбентом примесей других химичес20ких соединений приготовление сорбента проводят следующим образом. Цеолит ЗА измельчают на шаровой мельнице, отбирают, на ситах фракцию 0,5-0,25 мм, а затем сорбент активируют нагреванием в токе азота при 250-300°С 2 ч. Полученным сорбентом заполняют стеклянную форколонку размером(8 см 4 мм). .Стандартные смеси мнкроконцентраций /т..етанола (0,005-0,5 мг/м) и других 30. органических соединений (спирты, амиы, сульфиды, кетоны, углеводороды др.) на уровне 5-10 мг/м готовят статическим методом в 4-х последовательно соединенных стеклянных бутыях.. Для этого рассчитанную навеску вещества (или смеси) вносят в бутыли, 5 которые оставляют на ночь, а затем точную концентрацию химических соединений в них проверяют с помощью стандартных спектрофотометрических методов. Стандартные смеси очень.низких Q концентраций метанола создают из более концентрированных паров метанола и воздуха точным разбавлением с использованием специальных баллонов и образцового манометра. Воз- uU дух из бутылей со скоростью л/мин пропускают через охлаждаемую льдом; Ловушку с молекулярным сита1да ЗА. После отбора 5-6 л воздуха (в зависимости от концентрации это кешичество может быть увеличено до 10- 20 12 л) содержимое ловушки высыпают в микробокс на 5 мл, куда добавляют 0,5 мл дистиллированной водал и оставляют на 30 мин. За:тем около 10 мкл полученного экстракта анализируют 25 на хроматографе (7 модель) с пламенно-ионизационным детектором (ПИД) и стальной хроматографичеСкой колонкой (2 мм), Наполненной порапаком О при , температуре 30 детектора и испарителя соответствен но 110 и , скорости газа-нОсителя (азота) 30 мл/мин и скорости подачи водорода и воздуха 30 и 300 МП/мин соответстзвенно.. 3

Для сравнения сорбции метанола и других органических веществ из газовой фазы цеолитом ЗА проделаны параллельные определения в одинаковых условиях при . Результаты сведе- .лп 1ы в табл. 1.

Как видно из табл. 1, все испытанные органические примеси свободно проходят через форколрнку. В то же время микроконцентрации метанола пол-45 ностью задерживаются в ней вплоть до концентрации 100 мг/м.

Приведенные результаты испытаний эффективности сорбции фбрколонки проводят методом газовой хроматографии -д в 2-х параллельных опытах: воздух, содержаний микропрИмеси органических соединенийг пропускают сначала через форколрнку. с ситами ЗА охлажденную до и до , а уже затемАпримеси концентрируются в ловушке с углем ВАУ и анализируются обычным Образом на хроматографе с ПИД. Ур авовлено, что свежие молекулярные сита ЗА частично (примерно на 2-3% от исследуемых концентраций В1еществ) 60 первоначально задерживают анализируеые примеси. Но после предварителього кондиционирования колонки анаизируемыми веществами этот эффект счезает.65

Воздух, содержащий микроконцентрации метанола, анализировался аналогично. Примесей метанола в колонке-концентраторе с активным углем после хроматографирования не найден

пример 2. Исследуют эффективность поглощения метанола цеолитом ЗА в сравнении с сорбцией приме.сей метанола на активномугле. Условия сорбции, размеры форкОлонки с ситами и активным углём идентичны, а условия хроматографирования те же, что и в примере 1.

Сорбция метанола на цеолите ЗА и активном угле БАУ при концентраци метанола в газовой фазе 5: мг/м приведена в табл. 2. .

Приведенные Данные свидетельствуют о гораздо большей эффективност цеолита ЗА для концентрирования и анализа примесей метанола в воздухе (газе), чем активного угля, применямого в настоящее время в большинстве аналогичных методик в нашей стране и за рубежом. Хранить пробы .для анализа можно в Tepwtoce со льдом (при их транспортировке на большие расстояния).Или в холодильнике. В этих условиях общее количество пробы не изменяется более чем на 5-7% за 3 недели хранения, что соответствует принятым стандартам.

Пример 3. Проверяют эффективность сорбции метанола цеолитом ЗА в зависимости от температуры ловушки. Результаты приведены в табЛ;. 3. . . .

приведенные данные свидетельствуют О том, что оптимальными для ад сорбции метанола являются температуры от О до -20°С.

П р и м е.р 4. Проверяют эффективность десорбции примесей метанол Из концентрационной трубки с цеолитом ЗА по сравнению с аналогичной десорбцией из ловушки с активным углем БЛУ. Условия сорбции и хроматог5)афического контроля те же, что и э предащущих примерах . Десорбции проводят с использованием растворителей-экстрагентов, в качестве которых испытаны различные органические соединения (углеводороды, кетоны, спирты, хлоруглеводороды и др.) и дистиллированная вода. Предпочтение отдано последней, так как она может быть получена практически свободной от примесей, что чрезвычайно важно в условиях анализа мнкроконцентраций так как большинство даже хроматографически чистых растворителей содержат примеси органических веществ, мешающих анализу вредных веществ при их содержании в .воздухе на уровне 10 -.. Сорбированные на ак.тивном угле БАУ примеси метанола извлекаются из адсорбента максимум на 75-г78%, а десорбция с помощью

воды примесей метанола из цеолита ЗА достигает 88-97% (в зависимости от исследуемых концентраций примесей). Результаты приведены в табл. 4.

Данный метод определения низких концентраций метанола в сложной смеси с парафиновыми, нафтеновыми и ароматическими углеводородами топливных бензинов (марки А-72, А-76 и др.) и другими спиртами (бутиловый, про- 10 пиловый, амиловый, изобутиловый и др.) проверен при определении мета нрла в воздухе кабин грузовых авто-. мобилей при испытании нового топлива на основе бензометанольных смесей 15

и позволяет оценить условия труда водителей.

Помимо этого, метод определения в воздухе микроконцентраций метанол проверен на производствах основного органического синтеза, в нефтеперерабатывакмдёй и нефтехимической промышленности и дает возможность впервые корректно оценить содержание этого токсичного вещества во многих компози циях загрязнителей, анализ которых ранее представлялся невозможным. Метод универсален, так как позволяет применить для определения сконцентрированного метанола любой аналитический способ.

Н-парафиновые углеводоро

Cj-Cg

Спирты С2-С Кетоны

Эфиры

Ароматические углеводоро

Циклоолефины

Хлоруглеводороды

Амины

Сульфиды и маркаптаны

Альдегиды .

ФенолыНитросоединения

Карбоновые кислоты

Гетероциклические соединения (азот-,кислород- и

серусодержащие)

Метанол

Таблица 1

0,01-10,0

Температура, С

+20 О

-20 -30

Найдено, в мг/м при

Концентрировании на угле

5,56,0

5,56,0

-.0,10

-0,08

- 0,10

римечание. Ошибка определения в случае

Таблица 2.

Т а б л .и ц а 3

Сорбция, вес.%

45

100 : 100

Происходит изменение сорбционной емкости ловушки за счет замерзания паров.воды

Таблица4

Концентрировании на цеолите ЗА

цеолита ЗА не превышает 18% относительных.

9 96874910

Формула изобретенияИсточники информации,

Способ определения метанола в принятые во внимание при экспертизе газовоздушной среде путем адсорбции

метанола пропусканием анализируемой 1. Crisp, S,. Solid sorbent gas пробы через сорбент, десорбции его samplers.- Annalen occupation HygieВОДОЙ с последующим газохроматогра- 5 ne. 1980, V.23, 5, p. 47-76. фическим анализом полученного экс- 2. Русанова Л.А., Березкин В.Г., гракта, отличающийся Волкова Т.Н., Жомов А.К., Холодягем, что, с целью повышения селек- ков Н.И..Определение примесей спирривности и точности способа, в ка- тов С.,-С4 в воздухе. -Научные работы lecTBe сорбента используют молекуляр-10 институтов охраны труда ВЦСПС, яые сита ЗА и адсорбцию ведут вып.. 51. Медицина, 1968, с. 66-70 температуре от О до -20С.(прототип).