Хромадистилляционный способ определения примесей в жидкостях

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сова СоветскикСоциалистическикРеспублик ц 1911328на делам наабретеиий н открытий(72) Авторы изобретения Всесоюзныи научно-исследовательскии и прконструкторский институт комплексной автнефтяной и газовой промышленности и Всесзаочный институт пищевой промышленности 7) Заявители РОМАДИСТИЛЛЯЦИОННЫЙ СПОСОБ ПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ В ЯИДК отбираемо" исхо нойопределение несодержащихся в обесп омади лляционно Изобретение относится к аналитической химии, связанной с анализом органических и водных объектов нефтехимической промышленности, пищевой промышленности и других отраслей, где необходимо проводить обогащение и разделение слаборастворимых органических жидкостей в водных системах или в других жидких средах,Одним из наиболее распространенных способов анализа как растворенных, так и плохо растворимых органических примесей в воде является стандартный метод определения нефтепродуктов в воде, в котором гроводят предварительную экстракцию примесей летучим растворителем, затем его упаривают и оставшийся экстракт хроматографически разделяют 11.Основными недостатками этого способа являются потери летучих компонентов на стадии упаривания, внесение в пробу дополнительных загрязнений от растворителя, искажение соотношения компоненто ина анализ, по ср с дсмесью.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому является хромадистиляционный способ определения примесей в жидкости путем введения жид"кости в хромадистилляционную колонку, в которой осуществляют разделение смеси на инертном наполнителе впотоке газа-носителя и температурнополе с отрицательным градиентом температур 2 1.Недостатком известного способаявляется то, что он не позволяетопределять примеси, нерастворимые. висходной жидкости и содержащиеся вней в виде эмульсии,Цель изобретениярастворимых примесей,виде эмульсии.Указанная цель ечивается темчто в известном хр сти м911328 3способе определения примесей в жидкости путем введения анализируемойжидкости в хромадистилляционную колонку, в которой осуществляют разделение смеси на инертном носителе впотоке газа-носителя и температурномполе с отрицательным градиентом температур, перед введением анализируемой жидкости в хромадистилляционнуюколонку в жидкость добавляют растворитель, растворяющий примеси и смешивающийся с исходной жидкостью, ипосле разделения смеси на хромадистилляционной колонке. обогащенныемежду замыкающим фронтом растворителя и передним фронтом жидкости примеси переводят из хромадистилляционной колонки в хроматографическую колонку для их разделения.На фиг,1 приведена схема расположения зон на колонке в процессе хромадистилляции; на фиг.2 (а,б,в)хроматограммы анализа компонентов вина, имеющих параметры удерживания,приближающиеся к спиртам С-С 1:1 .Водная смесь, содержащая нерастворимые жидкие компоненты, являетсякрайне неустойчивой системой, которая стремится (сразу же после встряхивания) расслоиться. Капли эмульсииприлипают к стенкам сосуда пробоотборного шприца, при этом трудно достигнуть воспроизводимого отборапробы. Добавка веществ для стабилизации эмульсии является нежелательззной операцией,загрязняющей колонкуи искажае 1 ей состав смеси,В предлагаемом способе предлагаютвыбирать специально подобранный растворитель, к которому предъявляются46в некоторой степени противоречивыетребования. С одной стороны, растворитель должен растворить капли компонентов эмульсии, плохо растворимых в воде, а с другой стороны, растворитель должен полностью смешиваться с водой. Как правило, если растворитель очень хорошо растворим в воде(например, этанол), то он будет хужерастворять в себе тяжелые спирты(Св и др.), чем какой-нибудь более 6тяжелый спирт 1,например, бутанол.В свою очередь, бутанол уже имеетограниченную растворимость в воде,Тем не менее варьируя соотношенияобъемов воды и растворителя, всегдаможно подобрать условия для полногорастворения примесных компонентов иполучения гомогенной системы. 4Добавка растворителя обеспечивает не только надежный ввод пробы на анализ. Применение летучего растворителя существенно улучшает процесс хромадистилляционного обогащения. В условиях термической хромадистилляции в градиентном температурном поле этанол ведет себя как более летучий, хорошо растворимый компонент в воде, Поэтому в соответствии с закономерностями хромадистилляции этанол накапливается до чистой жидкости и выходит из колонки при концентрации насыщенного пара до зоны воды (фиг,1). Примеси являются менее летучими по отношению к этанолу и концентрируются как хорошо растворимые в нем вещества на замыкающем фронте этанола. По отношению к воде примеси ведут себя как легкая примесь, поскольку в ней плохо растворимы и стремятся пройти на передней фронт воды, Однако этанол препятствует их выходу из колонны, осуществляется ограничительный эффект. оэтому примеси сосредотачиваются на границе между этанолом и водой (фиг.1) . Пока не выйдет этанол из колонки, будет происходить сужение зоны примесей в соответствии с законами хромадистилляции. П р и м е р . Опыты проводили на установке, собранной на базе хроматографа "ЦВЕТ", Хромадистилляционная (ХЛ) колонка (70 х 0,4 см), заполненная стеклянными шариками, протравленными плавниковой кислотой и модифицированным метанолом, помещалась в основном термостате прибора. Градиент достигался электрообмоткой с переменным шагом. Температура испаорителя 100, минимальная температура на ;Д-колонке при выдувании спиртао40 , при передувании примесей с ХД-колонки на хроматографическую (ХР) колонку для спиртов С-С - 25 для спиртов С -С - 70 . ХР - колонка 200 м 0,3 см (заполнена 101 карбовакса 20 М на инертоне) или 1000,3 см (заполнена 201 ПЗГна хромосорбе) располагалась в термостате для катарометра. Между ХД и ХР - колонками установлен тефлоновой шестиходовой кран, Температуру ХР-колонки можно было менять по программе. Детектирование проводили на ПИД.Типичными готовыми системами, содержащими плохо растворимые примеси328 формула изобретения 45 5 911в воде, растворенными в смеси, благо.даря присутствию большогоколичества зтанола (20-654), являются вина,коньяки, коньячные спирты и другиеспиртные напитки. Хроматограмма анализа виноматериала представлена нафиг,2.Опыт разбивают на три стадии. Прикомнатной температуре на выходе ХД"колонки выделяют легкие углеводороды, 1 Осорбирующиеся на ПЭГслабее зтанола (фиг.2,д ). Затем на колонке скарбоваксом в режиме программирования температуры разделяют легкиеспирты (фиг.2,б), В процессе анализа,35протекающего на ХР-колонке, отключали газ-носитель в ХД-колонке, темсамым задерживали в ней тяжелые спирты. Для анализа тяжелых спиртов поднимали температуру ХД-колонки до 70 , 20передували примеси на ХР-колонку втечение 6 мин, затем отключали ХДколонку для предотвращения попадания воды на ХР-колонку и проводилианализ в режиме программирования до 25170 С (фиг.2,6). Номера у пиков нахроматограмме отвечают временам удерживания соответствующих тяжелых спиртов С -С . Величина наименьших пиков на хроматограмме отвечает концен трациям около 0,01 мг/л.Таким образом, предлагаемый способ позволяет преодолеть принципиаль-.ные трудности, связанные с анализомнерастворимых примесей в жидких смесях. Как следует из теории хромадистилляционного процесса наличие двойного обогащения примесей при выделе"нии их из летучего растворителя инесмешивающейся жидкости приводит к 4 вувеличению обогащения и чувствительности измерений,Из приведенных данных следует,что предлагаемый способ позволяетопределять высококипящие соединенияв вине с большей чувствительностью,чем существующие хроматографическиеметоды анализа. Предлагаемый способможет быть применен для контроля загрязнений вод окружающей среды нефтепродуктами при содержании превышающих их предел растворимости, а такжедля анализа компонентов разнообразных продуктов брожения (вино, коньяк,водка пиво и т де) Хромадистилляционный способ определения примесей в жидкости путем введения анализируемой жидкости в хромадистилляционную колонку, в которой осуществляют разделение смеси на инертном наполнителе в потоке газа-носителя и температурном поле с отрицательным градиентом температур, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью определения нерастворимых примесей, содержащихся в виде эмульсии, перед введением анализируемой жидкости в хромадистилляционную колонку в жидкость добавляют раствори- тель, растворяющий примеси и смеш вающийся с исходной жидкостью, и после разделения смеси на хромадистилляционной колонке обогащенные между замыкающим фронтом растворителя и передним фронтом жидкости примеси переводят из хромадистилляционной колонки в хроматографическую колонку для их разделения. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Лурье 8.6. и Рыбникова Я.Н.Химический анализ производственныхсточных вод. М., "Химия", 1976,с.289-300.2. Авторское свидетельство ГГГРпо заявке М 275015/25,кл,С 01 Я 31/08, 1979 (прототип).1911328 ГР еде 9 НИИПИ Заказ 11 Тираж 883 Подпи Филиал ППП "Патентф,г.Ужгород, ул.Проектная рр,у Ю