我公司测定合成催化剂升温还原过程中水汽浓度一直采用重量法,即用碱石棉吸收循环气中水分产生增重,通过计算而求出水汽浓度的方法。在长期分析实践中该法存在着很多不足,只能定量反映一段时间内的水汽浓度,无法直接反映水汽浓度的及时变化。通过对分析方法的探讨,对该方法进行改进,直接用色谱测定循环气中的水分含量,提高了分析的精密度和准确度,缩短了分析时间,更好的指导生产。
反应原理
用电石吸收升温还原过程中的含水气体,水与电石反应生成乙炔和氢氧化钙,用色谱测出合成塔出口、入口气体中乙炔气的含量,计算出气体中水含量。
现场流程
合成塔出口→电石反应管→30%浓硫酸(含甲基橙)→缓冲管(空)→三通(在此处取样)→锐孔流量计→放空
现场取样
接通现场流程,调节进气和放空螺旋夹,使流速达到流速计的标线200 ml/min;置换5min后,用100 ml注射器缓慢取样100 ml(同时注意流速计的液位不能低于标线10 mm);用8#针头取样,取完后针管口堵上胶管,然后关闭整个流程。
色谱条件(氢火焰检测器)
载气为氮气(纯度>99.9%),流速50 ml/min;燃气为氢气;助燃气为合成空气,流速400~500 ml/min;色谱柱为GDX-502,60~80目;柱温50~55 ℃; 汽化室温度70 ℃; 检测室温度40~45 ℃。
操作步骤
1.制作电石反应管:将大块电石粉碎成10~20目过筛,装入15 ml∪型管内,封口,并放入干燥器内备用。
2.检查色谱电路与气路是否正常,调节载气流速达到要求。
3.按仪器规定要求送电升温,等各控温点均能正常控温,且符合要求后再稳定1 h,基线完全走直后即可。
4.标样配制:100 ml N2加100 μl纯乙炔气配制成出口用标气C标=1000×10-6;取100 ml N2加10 μl纯乙炔气配制成入口用标气C标=100×10-6。
5.先进标样再进试样,根据标样的保留时间确定样品峰。
6.根据公式ρ(H2O)(g/m3)=1.607×10-3×C标×试样峰高/标样峰高计算水汽质量浓度。
通过测定的
注意事项
1.为保证分析结果的准确性,需每2~3 h配1次标样,发现异常及时用标样校正。
2.防止水汽在管线中冷凝及吸附是保证数据正确的关键,为此取样管线不应过长。
3.在取样过程中要注意电石管中电石的变化,当电石块全部变成电石粉时要及时更换电石管。因电石遇水产生反应,影响使用效果,一定要放在干燥器中。
4.任何化学反应都不可能按照理论值完全反应,为此必须做反应率实验,即以水代替现场样气做反应率实验。为了提前做好准备工作,我公司的反应率实验是提前1 d在化验室完成的,而且连续几年的反应率都不相同,因此每次都是在做升温还原时按实际情况做。
分析方法改进后,分析速度快,只需1~2 min即可完成1个点的水汽浓度分析,改变了过去2 h出1次结果的状态;只要工作需要随时可以检测,更好的监测合成催化剂升温还原过程中的水汽浓度变化;准确度高、精密度好,减小了重量法繁琐及由此引来的误差,降低了分析工的工作强度。