Способ определения углеводородов в воде

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ В ВОДЕ путем пропускания анализируемой пробы через колонку, заполненную сульфокатионйтом на основе сополимера стирола и.дивинилбензола , предварительно обработанным солью кобальта, при 145-150с с последующим сроматографированием полученной смеси, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения селективности, используют сульфокатионит , содержащий в качестве сополимера стирола и дивинилЪёнзола полисорб-1. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19> SU (11), А

3(5П С 01 И 31/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ..

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3267102/23-04 (22) 23.03.81 (46) 07. 10. 83. Бюл. М 37 (72) М.Ф. Прокопьева, Л.И. Панина, Н.X. Таджиева и К.И. Сакодынский (71) Ташкентский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной .гидрогеологии (53) 543.54.42(088.8) (56) 1 ° Geltes, R. Твердый носитель в качеСтве средств для удаления некоторых компонентов при газохроматографическом анализе — J. Chromatogr . 1968, 32, 9 2, р. 413-416.

2. Терехова Г.П. и др. Исследование газохроматографических свойств макропористого катионита Ку-23 в

СО2. и И формах. "Сорбенты для газовой и жидкостной хроматографии".

Сборник научных трудов НИФХИ им. Л.Я. Карпова. M., НИИТЭХИИ, 1979, с. 53-59 (прототип)..(54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ В ВОДЕ. путем пропускания анализируемой пробы через колонку, заполненную сульфокатионитом на основе сополимера стирола и дивинилбензола, предварительно обработан ным солью кобальта,.при 145-150 С с последующим .хроматографированием полученной смеси, о т л и ч а юшийся тем; что, с целью повы- шения селективности, используют сульфокатионит, содержащий в качестве сополимера стирола и дивинилбензола полисорб-1.

1046676

Изобретение относится к газохроматографическому анализу и может быть использовано для групповой и индивидуальной идентификации органических соединений в сточных водах,: в частности -для отделения углеводо- 5 родов от кислот, спиртов, кетонов, альдегидов, простых и сложных эфиров, нитрилов, аминов.

Известен способ определения углеводородов в воде путем пропускания анализируемой пробы через колонку, заполненную хромосорбом Р с добавкой 0,1Ъ апиезона о, с последующим хроматографированием выделенной смеси (1). Этим способом анализируют сложную смесь спиртов, кетонов, сложных эфиров и углеводородов, растворенных в сероуглероде. На хроматограмме остаются только пики углеводородов. Для сравнения ту же сложную смесь хроматографируют на аналитической колонке и получают хроматограмму всех соединений Р1), Недостатками известного способа являются то, что хромосорб P отделяет углеводороды от ограниченного .числа классов полярных соединений> и следовательно, недостаточно селективен, небольшая сорбционная емкость хромосорба P не позволяет вести отделение углеводородов от полярных 30 соединений для больших концентраций () 0,1Ъ) последних и при повышенной температуре колонки вычитания.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае- 35 мым результатам является способ хроматографического определения углеводородов в воде путем пропускания анализируемой пробы через колонку, заполненную сульфокатионитом íà 40 основе сополимера стирола и дивинилбензола (KV-23 ) содержащего 15Ъ дивинилбензола, предварительно обработанным солью кобальта, при 145150 С с последуюцим хроматографированием полученной смеси $2 j

Недостатком известного способа является неполнота отделения первых членов гомологических рядов простых и сложных эфиров, кетонов, спиртов, что приводит к низкой селективности способа.

Цель изобретения — повышение селективности способа.

Поставленная цель достигается 55 тем, что .согласно способу хроматографического определения углеводородов в воде путем пропускания анализируемой пробы через колонку, заполненную сульфокатионитом на ос- 60 нове полисорба-1, предварительно обработанным солью кобальта, при

145-150 С с последующим хроматографированием полученной смеси, используют сульфокатионит, содержащий

65 в качестве сополимера стирола и дивинилбензола полисорб-1.

Макропористый сульфокатионит на основе полисорба-1 представляет собой сополимер стирола и дивинилбензо- ла с содержанием дивинилбензола

40Ъ. Удельная поверхность этого ионита 7 м /г, радиус пор 2000 А, максимальная рабочая температура

250о С.

Проводить отделение (вычитание) при температуре выше 150 С не следует, так как уменьшается сорбционная емкость по полярным соединениям, ниже 145 С понижается эффективность разделения неполярных соединений.

Данные по удерживанию полярных и неполярных соединений при 150 С на составной колонке .приведены в табл. 1. Соединения, которые не выходят за 30 мин, считают вычитающимися.

Регенерацию сульфокатионита на основе полисорба-1 в Со + форме, потерявшего активность во время сорбции, проводят переводом его в

Н форму, обработкой 2 н. раствором .ф соляной кислоты, промыванием водой и переводом Н формы в Со форму, обработкой 10Ъ- ным раствором азотнокислого или хлористого кобальта и промыванием водой.

Пример 1. Сульфокатионит на основе полисорба-1 в Н форме

+ дважды обрабатывают 10%-ным раство-. ром азотнокислого кобальта, промывают водой и сушат на воздухе. Полученным.сульфокатионитом в Со форме заполняют колонку вычитания (30 °

0,4) см,масса сорбента 0,94 г, и соединяют ее с аналитической колонкой (200 ° 0,4) см, заполненной неподвижной фазой ХЕ-60 53 на твердом носителе хроматоне N-AV-DMCS, масса б,б r (первая колонка). Кроме того, используют вторую, сравнительную колонку (200 0,4) см с неподвижной фазой XE-60 5Ъ на хроматоне.

Сложную модельную смесь вводят через узел ввода пробы сначала в первую колонку, а затем во вторую.

На первой колонке определяют состав углеводородов после отделения f вычитания) полярных соединений, на второй — состав исходной смеси. Вещества, пики которых отсутствуют на хроматограмме, полученной на первой колонке, и присутствуют на второй, вычитаются сульфокатионитом на основе полисорба-1 в Со форме и являются полярными соединениями.

Удерживание неполярных и полярных соединений при 150 С на составной колонке (30 0,4) см, заполненной сульфокатионитом на основе полисорба-1 в Со форме и (200 О, 4 ) см, заполненной ХЕ-60 5% на хроматоне

N-AW-DMCS

1046676 следние относятся к углеводородам.

Углеводороды идентифицируют по рассчитанным индексам удерживания, а количественное определение проводят по внутреннему стандарту. Полярные

5 соединения не идентифицируются. .Результаты анализа сточной воды промывочно-пропарочной станции даны в табл. 3.

10 Образец 1 — исходная сточная вода, образец 2 — сточная вода, прошедшая очистку флотацией.

Условия хроматографирования: хроматограф ЛХМ-8МД, детектор пламен15 но-ионизационный, температура испарителя 200 С, расход азота и водорода 50 мл/мин, воздуха 400 ил/мин, нагрев колонок от 60 до 170 С со о скоростью б /мин.

Результаты анализа представляют собой среднеарифметические значения из пяти параллельных определений.

Предлагаемый способ .по сравнению с известным обеспечивает повышенную селективность отделения углеводородов от полярных соединений в

;том числе и от первых членов гомологических рядов простых и сложных эфиров, кетонов и спиртов.

Сульфокатионит на.основе поли. сорба-1 в Со форме прочно удерживает ниэкомолекулярные полярные соединения и тем самым обеспечивает более надежное и полное разделение углеводородов и полярных соединений, 35 Таблица 1

Т.кип., Время С . Удержа- Соединение ния мии

Соединение

68,7

Этилацетат

Бутилацетат

77,2

1,05

Не выходит

Гексан

Гептан

Октан

Гептен-1

Бензол

125,0

102,0

120,0

165,0

55,5

1,67

2,73

1,75

2,52:

4,08

98,4

125,6

Метилбутират

Этилбутират

93,6

80,1

Амилпропионат

110,6

178,5 Диэтиламин

Толуол

Хлорбензол

89,5

Триэтиламин

Пиридин

7,53

115,0

61,2

1,57

Хлороформ

184,4

1, 70 данилин

89,0 Моноэта-» ноламин

172,2

На фиг. 1 дана хроматограмма раз деления исходной модельной смеси, на фиг. 2 — хроматограмма модельной, смеси, пропушЕнной через первую колонку с сульфокатионитом на основе

Q,á полисорба-1 в Со форме.

Смесь состоит из ацетона 1, масляного альдегида .2, четыреххлористого углерода 3, метилбутирата 4, толуола 5, нонана б..

Условия разделения: хроматограф

JIXN-8МД,,детектор пламенно-ионизационный, температура испарителя

250оС расход азота и водорода

50 мл/мин, воздуха 400 мл/мин, нагрев колонок от 100 до 160 С со скоростью б /мин.

Результаты анализа представлены в табл. 2.

Пример 2 . Проанализировано два образца воды.

В две пеницилиновые склянки с резиновыми пробками помешают йо

2 мл пробы сточной воды промывочнопропарочной станции.от мытья цистерн для перевозки нефтепродуктов и нагревают их на водяной бане при

90 С в течение 15 мин. Затем:отбирают по 1 мл,паровой фазы, прокалывая иглой шприца резиновую пробку каждой склянки, и вводят одну пробу в первую колонку хроматографа, а другую во вторую колонку.

На хроматограмме, полученной на . второй колонке, — десять пиков, на первой колонке — восемь пиков. ПоЧетыреххлористый углерод 76,8

Трихлорэтилен 2,67

Т.кип., Время удер С жания, мин

1046676

Продолжение табл. 1

Т.кип., ! С

Т. кип., <С

Время удержания мин

Соединение

Соединение

Диэтаноламин 268,0

Не выходит !!

64",7

82,0

78 4

Ацетонитрил 97, 2

Пропанол

78,5

56,2

Ацетон

79,6

Не выходит

202,3

Не выходит

Пропионовый альдегид

48,8

Втор-гексанол 135,0

Циклогексанол 160,5

75,4

Масляный альдегид

Изомасляный альдегид

Аллиловый спирт

69,5

96,6

Кротоковый альдегид

102,4

114,5

Уксусная кислота

Бензиловый спирт

118,2

205,0

Прапионовая кислота

Диэтиловый эфир

141,4

34,5.164, 0

186 4

Табл

Состав модельной смеси

Взято, мг/л

Ацетон

Масляный альдегид

Отсутствует

9,45

Отсутствует

4,82

Четыреххлористый углерод

19,14

19,16

1,08

1,09

Толуол

5,20

5,38

5,26

4,30

Нонан

4,12

4,23

Метанол Этанол

Бутанол

Пентанол

Гексанол

Пропаргиловый спирт

Метилбутират

117, 5

138,0

157;2!! !!

9,48

4,90

Нитрилакриловая кислота

Метилэтилкетон

Метилфенил- кетон

Масляная кислота

Валериановая кислота

19,14

Отсутствует

Время удерживания, мин

1046676

Та блица 3.

Идентифицировано

Образец 1

1,85

2-Метилпентан

3-Метилпентан

Гексан

Бенэол

1,37

4,88

Гептан

М 5

Толуол

3,80

Отсутствует

Октан

Нонан

Отсутствует

У 10.Образец 2

1,38

Гексан

Отсутс твует

4, 0.5

2,75

Пики Р 7,, 9 10 и М 2 — полярные соединения, не идентифицировали.

Ники, полученные на аналитической колонке

Пики, полученные на составной колонке

Найдено, мг/л

3,00

9,95

11,65

33,50

Октан Нонан

1046676

Составитель С. Хованская

Техред М. Гергель

Редактор П.Макаревич

Корректор О.Тигор

Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж«35, Раушская наб., д. 4/5.Заказ 7721/43

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

zp y u

pily. 1

zs м д m

gus. Г