GC-MSD 和GC-SCD 在聚合级烯烃原料中痕量硫化物的分析应用
2021-04-08姜健准王小伟
石油化工 2021年3期
姜健准,陈 松,王小伟,曲 庆
(1. 中国石化 北京化工研究院,北京 100013;2. 北京集思泰科分析技术有限公司,北京 100012;
3. 大连大特气体有限公司,辽宁 大连 116036)
乙烯、丙烯、丁烯是重要的烯烃原料[1-3]。原料中未脱除的痕量硫化物在烯烃聚合时会极大地降低催化剂活性[4-7]。同时,原料中含有的硫化物(如硫醇、硫醚、噻吩等)还会导致产品产生异味、挥发性有机化合物(VOC)超标,从而降低聚烯烃树脂的品质。高效聚烯烃催化剂和聚烯烃树脂VOC 控制都要求烯烃原料中硫化物含量小于0.03 mL/m3[8-10]。
采用GC 法分析挥发性小分子硫化物,可选用的检测器有原子发射光谱检测器(AED)[11]、脉冲火焰光度检测器(PFPD)[12]、硫化学发光检测器(SCD)[13]和质谱检测器(MSD)[14]。由于AED 价格昂贵、维修难度较大,限制了它的大规模推广使用。PFPD 在定量分析方面存在非线性响应和基体淬灭现象,为它的应用带来一些不足。SCD 只对试样中硫化物有响应,且对硫具有等摩尔响应和线性响应的特点,使其对硫化物的定量分析效率被极大提高。MSD 是目前分析硫化物最为灵敏的气相色谱检测器,采用选择离子检测模式(SIM)配合惰性化的高效离子源对硫化物的灵敏度可以达到1 μL/m3[15-16],SIM 模式也使MSD 检测器变成了一种选择性检测器从而扩大了色谱柱的使用范围[17]。
本工作通过对GC 设计并引入闪蒸进样系统和动态气体稀释系统,选用MSD、SCD 检测器和对硫化物具有低吸附性的惰性毛细管色谱柱,建立了聚合级烯烃原料中微量硫化物的分析方法,同时探讨了方法的精密度、准确性和最低检出限。……
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