气相色谱分析在碳酸丙烯酯生产中的应用

气相色谱分析在碳酸丙烯酯生产中的应用

1、前言

碳酸丙烯酯的生产是以环氧丙烷和二氧化碳为原料，在催化剂作用下，于反应器内控制一定的温度和压力合成粗碳酸丙烯酯液，粗碳酸丙烯酯液经真空蒸馏得到纯度大于99.5％产品。为保证环氧丙烷转化率需要监控粗碳酸丙烯酯液的成分，根据环氧丙烷的含量及时调整反应条件，根据成品质量调整精馏操作。根据物料特性我们确定选用气相色谱进行中控分析。合成液中有碳酸丙烯酯、水、环氧丙烷、丙二醇、催化剂、溴乙烷、三乙胺等组分，其中溴乙烷、三乙胺为催化剂的分解产物，需将各组分分离开，由于组分较多采用恒温气相色谱分析时分离效果较差。我们经实验采用程序升温法，优选实验操作条件，可将组分分离，定量满足中控和成品检测要求，测试结果准确度较高。

2、实验

2.1仪器和试剂

仪器：气相色谱仪及色谱工作站，电子天平(精确0.0001g)，φ3mmx2m不锈钢填充柱，5μL微量注射器。

试剂：碳酸丙烯酯、丙二醇、环氧丙烷、溴乙烷、三乙胺均为分析纯；氢气，纯度≥99.9％。

2.2实验方法

2.2.1相对质量校正因子f值的确定

在分析天平上准确称量一定质量的各基准试剂(精确到0.0001g)配成混合样品，用微量进样器吸取此混合样1μL，注入气相色谱仪进行分析，以碳酸丙烯酯为标准物，经色谱工作站处理得各物质的峰面积，计算出各物质的相对校正因子。

2.2.2实验步骤

采用归一化法进行各组分定量测定，用微量进样器吸取待测样品1μL注入气相色谱仪中，在选定操作条件下得到色谱图，经色谱工作站处理，得出样品溶液中的碳酸丙烯酯、环氧丙烷、溴乙烷、丙二醇、三乙胺、水等组分的含量。2.3操作条件的选择

2.3.1升温的选择

采用氢气作载气，用高分子多孔微球GDX-103作固定相，不锈钢填充柱分离合成液，利用程序升温使各组分能够较好出峰和分离。经实验采用恒温气相色谱分析时，由于合成液的组分较多，柱温较低时，环氧丙烷和溴乙烷、丙二醇和三乙胺可以分离开，但碳酸丙烯酯出峰时间较长，容易拖尾。如果选择柱温较高时，环氧丙烷和溴乙烷、丙二醇和三乙胺根本不能分离，出现相互重叠峰，而选择程序升温，可以使环氧丙烷和溴乙烷、丙二醇和三乙胺分离。

2.3.2色谱条件的选择

首先在200℃通氢气活化，控制柱温初始温度100℃，终止温度180℃时，升温速率为30℃／min，载气流速为48mL／min，汽化室温度为250℃，检测器的温度为230℃，分离效果较好。

3、结束语

该方法操作简单，色谱柱容易制作，其精确度满足生产要求。该方法利用程序升温，不仅使各组分能够较好地分离和出峰，同时也节省了分析时间，取得了较满意的分离效果。由于气相色谱的进样口温度较高，注射器需准确迅速地插入样品，否则对结果的重复性和精密度有一定影响。