Способ определения метанола в газовоздушной среде

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоеетскикСоциалистическихРеспублик(61) Дополнительное к авт. спид-ву(22) Заявлено 060281 (21) 3254116/23-04 РМ Кп 3 С 01 М 31/08 с присоединением заявки Ио осударствениый комитет СССР по делам изобретений и,откритий,45(088.8) Дата опубликованию описания 231082(72) Авторы изобретения Ю.С.Другов, Н.С. Горячев и Г.В. Муравьев 1) Заявитель Научно-исследовательский инст и профзаболеваний гигиены 54 ) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕТАНОЛА В ГАЗОВОЗДУШНОСРЕДЕ к аналитиспособамаэовой фазе, но на завото 1. е способа являть и невысокая Изобретение относитсяческой химии, а именно копределения метанола в ги может быть испольэова 5 дах.и в лабораториях.Известен способ определения метанола в газовой Фазе с предварительным концентрированием в ловушке, заполненный активированным углем, десорбцией метанола органическим растворителем и последующим газохрома графическим анализом экстракта 1Недостатком данногоется малая селективнос5 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 последуЮщим газохроматограФическим анализом экстракта 23.Недостатком известного способа является малая селективность и отно-сительно невысокая точность определения.30. 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. 0 до -20 оС, десорбции метанола водой.с последующим газохроматографическим анализом экстракта, в качестве сорбента используют молекулярные сита ЗА и адсорбцию ведут при температур от 0 до -20 оС.П р и м е р 1, Для .проверки сорбции метанола молекулярными ситами ЗА (цеолитом ЗА и изучения возможного эффекта частичной сорбции этим адсорбентом примесей других химических 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 нагревани,ем в токе азота при 250-300 оС 2 ч, Полученным сорбентом заполняют стеклянную форколонку размером(8 см 4 ю 1) . Стандартные смеси микроконцентрацвй -.,зтанола (0,005-0,5 мг/м ) и других органических соединений (спирты, ами968749 65 ны, сульфиды, кетоны, углеводороды и др.) на уровне 5-10 мг/мэ готовят статическим методом в 4-х последовательно соединенных стеклянных бутылях 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 концентраций метанола создают из более концентрированных смесей паров метанола и воздуха точным разбавлением с использованием специальных баллонов и образцового манометра. Воздух из бутылей со скоростью 0;3 л/мин пропускают через охлаждаемую льдом, ловушку с молекулярным ситами ЗА. После отбора 5-6 л воздуха (в зависимости от концентрации это количество может быть увеличено до 10- 20 12 л) содержимое ловушки высыпают в микробокс на 5 мл, куда добавляют .0,5 мп дистиллированной воды и оставляют на 30 минЗатем около 10 мкл полученного экстракта анализируют 25 на хроматографе ЛХММД (7 модель) с.пламенно-ионизационным детектором (ПИД) и стальной хроматографической колонкой (2 мфЗ мм), наполненной порапаком 0 при 110 ОС, температуре 30 детектора и испарителя соответствен. но 110 и 175 ОС, скорости газа-носителя .(азота) 30 мн/мин и скорости подачи водорода и воздуха 30 и 300 мп/мин соответственно, З 5Для сравнения сорбции метанола и других органических веществ из газовой Фазы цеолитом ЗА проделаны параллельные определения в одинаковых условиях при 0 С. Результаты сведе- ,40 ,ны в табл. 1.Как видно из табл, 1, все испытанные органические примесй свободно проходят через форколонку, В то.же время микроконцентрации метанола пол 45 ностью задерживаются в ней вплоть до концентрации 100 мг/м 8.Приведенные результаты испытаний эффективности сорбции форколонки проводят методом газовой хроматографии в 2-х параллельных опытах: воздух, содержащий микропримеси органических соединений, пропускают сначала через Форколонку. с ситами ЗА охлаж-денную до ОфС и до -20 фС, а уже затем/ примеси концентрируются в ловушке с углем БАУ и анализируются обычным образом на хроматографе с ПИД, Ус- . тановлено, что свежие молекулярные сита ЗА частично (примерно на 2-3 от исследуемых концентраций веществ) 60 первоначально задерживают анализируемые примеси. Но после предваритель.ного кондиционирования колонки анализируемыми веществами этот эффект исчезает. 4Воздух, содержащий микроконцентрации метанола, анализировался аналогично. Примесей метанола в,колон-ке-концентраторе с активным углемпосле хроматографирования не найдено.Н р и м е р 2. Исследуют эффективность поглощения метанола цеолитом ЗА в сравнении с сорбдией приме- ..сей метанола на активномугле. Условия сорбции, размеры форколонки сситами и активным углем идентичны,а условия хроматографирования теже, что и в примере 1,Сорбция метанола на цеолите ЗАи активном угле БАУ При концентрации/ Эметанола в газовой фазе 5.мг/мприведена в табл, 2,Приведенные данные свидетельствуют о гораздо большей эффективностицеолита ЗА для концентрирования ианализа примесей .метанола в воздухе(газе), чем активного угля, применяемого в настоящее время в большинстве аналогичных методик в нашей стране и за рубежом. Хранить пробы дляанализа можно в термосе со льдом(при их транспортировке на большиерасстояния) или в холодильнике. Вэтих условиях общее количество пробы не изменяется .более чем на 5-7за 3 недели хранения, что соответствует принятым стандартам.П р и м е р 3. Проверяют эффективность сдрбции метанола цеолитомЗА в зависимости от температурыловушки. Результаты приведены втабл:. 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 метанола из концентрационной трубки с цеолитом ЗА по сравнению с аналогичной десорбцией из ловушки с активным углем БЛУ. Условия сорбции и хроматографического контроля те же, что и в предыдущих 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 йрактически свободной от примесей, что чрезвычайно важно в условиях анализа микроконцентраций, так как большинство даже хроматографически чистых растворителей содержат примеси органических веществ, мешающих анализу вредных веществ при нх содержании в .воздухе на уровне 10 ф - .10. Сорбироаанные на активном угле БАУ примеси метанола извлекаются из адсорбента максимум на 75-78, а десорбция с помощью5968749 бФ воды примесей метанола из цеолитаи позволяет оценить условия труда ЗА достигает 88-97 (в зависимости водителей.от исследуемых концентраций примесей). Помимо этого, метод определенияРезультаты приведены в. табл. 4. в воздухе микроконцентраций метанолапроверен на производствах основногоДанный метод определения низких З органического синтеза, в нефтепереконцентраций метанола в сложной сме- рабатывакщей и нефтехимической проси с парафиновыми, нафтеновыми и мышленности и дает возможностьвперароматическими углеводородами топлив- вые корректно оценить содержание ных бензинов (марки А, Аи др.) ,этого токсичного вещества во многих и другими спиртами (бутиловый, про композициях загрязнителей, анализ пиловый, амиловый, изобутиловый которых ранее представлялся невози др.) проверен при определении мета- можным. Метод универсален, так как нола в воздухе кабин грузовых авто-. позволяет применить для определения мобилей при испытании нового топли- сконцентрированного метанола любой ва на основе бензометанольных смесей 5 аналитический способ..Таблица 1 Концентрация Проходят через Задерживаются мг/м форколон- .форколонкой куИсследуемые вещества Н-парафиновые углеводородыС 5-С 9 100100 10 Спирты С-С 6КетоныЭфирыАроматические углеводороды 10 10 10 10 Циклоолефины 110 ХлоруглеводородыАминыСульфиды и маркаптаны 10 10 Алвде гиды 24 Фенолы НитросоединенияКарбоновые кислоты 15 Гетероциклические соединения ( азот-,кислород- исерусодержащие) Метанол 0 О, 01-10,0 0,01-10,0968749 7 Таблица 2В 4Найдено ЕЕайдено Взято Взято 100 100 78 100 100 100 100 100 100 52 100 100 100 100 100 100 100 Таблица 3 Сорбция, вес.Ъ-30 Таблица 4 Найдено, в мг/м при 5,5 6,0 5,5 6,0 0,10 0,08 0,10 и р и м е ч а н и е. Ошибка определения в случаецеолита ЗА не превышает 18относительных. Эффективность сорбции на угле ВАУ, Ъ 1Температура, С,Эффективность сорбции на цеолите ЭА, В 100Ф100 Происходит изменениесорбционной емкостиловушки за счет замерзания паров, водыЗаказ 8160/74 Тираж 887 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 формула изобретенияСпособ определения метанола в газовоздушной среде путем адсорбции метанола пропусканием анализируемой пробы через сорбент, десорбции его водой с последующим газохроматографическим анализом полученного экс- гракта, о т л и ч а ю щ и й с я гем, что, с целью повышения селекривности и точности способа, в качестве сорбента йспользуют молекулярные сита ЗА и ацсорбцию ведут при гемпературе от 0 до -20 оС. 10 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе