氯气全分析方法的探讨

氯碱工业第2期No. 2

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2003年2月Feb. ,2003Chlor -Alkali Industry 【分析与测试】

氯气全分析方法的探讨

段宝松, 陈忠宇, 宋立文, 邱雪松

Ξ(黑龙江齐化化工有限责任公司, 黑龙江齐齐哈尔161033)

　　[关键词]离子膜烧碱; 氯气; 气相色谱; 分析

[摘　要]、氧、氮、

微量二氧化碳和干氯气中的微量水等的分析方法。

[中图分类号]TQ014　　[文献标识码]B [](2003) 02-0039-02

to completely analyze chlorine gas

B , CH EN Zhong -yu , S ON G L i -wen , Q IU X ue -song

(Qihua Chemical Industry Co. ,Ltd. ,Qiqihar 161033,China )

K ey w ords :ion -exchange membrane caustic soda ;chlorine gas ;gas chromatography ;analysis Abstract :Experiments of analysing the purity of chlorine gas produced by ion -exchange membrane

electrolysis by gas chromatography were carried out. Methods to analysis small amount of hydrogen , oxygen ,nitrogen and micro amount of carbon dioxide contained in chlorine gas ,and micro amount of water contained in dry chlorine gas were discussed.

前言

我公司离子膜烧碱生产中产生的氯气, 由于其纯度高、杂质含量较低, 采用爆炸法和奥氏气体分析

器进行分析已不合适。氯气中含有少量的氢、氧、氮和微量二氧化碳(尤其是氢) , 既是生产工艺控制的一项重要指标, 又是一项不可缺少的安全运行参数。我公司采用气相色谱法很好地解决了这一问题。

衡, 然后将混合吸收液注入上端漏斗, 打开考克使溶液流入管内, 直接吸收至恒定, 读取液面刻度即为氯气纯度。其方程式为:

Na 2S 2O 3+Cl 2+H 2O =2NaCl +S +H 2SO 4;

H 2SO 4+2NaOH =Na 2SO 4+2H 2O 。

2　氯气中少量的氢、氧、氮的测定

氯气中的杂质, 特别是氢气, 在氯气中的含量达到3. 5%时, 在可见光、火花或高温等外界条件的影响下, 直接化合会发生爆炸, 因此, 测定氯气中的含氢量对安全生产至关重要。2. 1　原理

氯气由六通阀定量进入色谱柱, 各组分流经柱子时被分离进入检测器, 使检测器内的金属丝温度下降, 电阻值发生变化, 并在线路记录图上产生相应的信号。如果已知组分含量的标准混合气体作参比, 这些信号的变化就可以解释为被测气体的含量。2. 2　取样样品为氯气测定管内的做完氯气纯度测定后的剩余气体。

1　氯气纯度分析

1. 1　测定原理

按操作规程, 我公司原来使用5%硫代硫酸钠溶液进行吸收, 按体积减少的量计算氯气纯度。后经计算, 改用2%的硫代硫酸钠溶液和5%的氢氧化钠溶液进行吸收。1. 2　药品及仪器

2%硫代硫酸钠溶液和5%的氢氧化钠溶液; 氯

气测定管。

1. 3　测定步骤及方程式

于氯气取样口处接上氯气测定管, 通气1min 左右, 取下。将上端考克扭转1周, 使管内外压力平

Ξ[收稿日期]2002-09-25

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分析与测试　　　　　　　　　　　氯碱工业　　　　　　　　　　　　　2003年第3期

2. 3　仪器

气相色谱仪102-G 型, 配有热导池(TCD ) , 六通阀;CDP -3S 色谱数据处理机, 瓶装标准混合气

(其组分含量可自定) 。我们用氢气0. 1%, 氧气2%, 氮气3%, 其余为氩气。2. 4　测定条件

(1) 载气为氩气, 仪表显示分压0. 15MPa ; (2)

氯气用于制造液氯, 压缩机设备要求干氯气中

含水5×10-8以下。4. 1　原理

经干燥后的氯气用五氧化二磷吸收管吸收水分, 用浓氢氧化钠溶液吸收氯气, 根据吸收管和浓氢氧化钠溶液的质量变化来计算干氯气中的含水量。4. 2　仪器与药品

1只U 型干燥管, (分析纯) 与; 2只5L ;1只三通考克。3柱温为50℃, 检测器温度为90℃; (3) 桥电流为

100mA ; (4) 衰减为16; (5) 纸速为4mm/min ; (6) 不锈钢色谱柱:内径4mm , 长2m , 填充40～60目0. 5nm 分子筛。2. 5　操作

(1) 校准。启动仪器, , 分析装置见图1

。

稳定后, , 记录其出峰情况(2) 样品的测定。样品经干燥处理后, 由六通阀定量进入色谱柱, 记录其出峰情况。根据经验可知, 取样不纯, 则色谱图氧峰过高, 应重新取样; 若从单个电解槽取样, 要先排至无水再收取样气, 并需排洗10次, 与做标样的条件要保持一致。2. 6　计算公式

1. 缓冲瓶;2. 三通考克;3. U 型干燥管;4. 氯气吸收瓶

图1　干氯气中含水量的测定装置图

4. 4　测定步骤

样品组分含量=

×对应标准气组分含量。

对应标准气峰面积

首先称取干燥的内装五氧化二磷与玻璃棉混合物的U 型干燥管的质量, 记作:W 1(准至0. 0001g ) , 同时称取两个5L 装浓氢氧化钠溶液的吸收瓶的质量, 记作:W 2(准至0. 1g ) 。按图安装好装置后, 将被测氯气以约400mL/min 的流量向干燥管通入约30min , 最后用干燥空气吹洗约10min , 取下, 按同样精度称取U 型干燥管的质量, 记作:W ′2(准至0. 0001g ) , 并称取两个5L 的装浓氢氧化钠溶液的吸收瓶的质量, 记作:W ′2(准至0. 1g ) 。4. 5　计算

3　氯气中微量二氧化碳的测定

3. 1　仪器

我们另备1台102G 型色谱, 配CDP -3S 色谱

数据处理机, 自己安装六通阀进样器(2mL ) 。3. 2　测定条件

(1) 载气为氩气(预先干燥) , 仪表显示分压0. 15MPa ;

(2) 柱温为70℃, 检测器温度为90℃; (3) 桥电流为100mA ; (4) 衰减为16; (5) 纸速为4mm/min ;

(6) 不锈钢色谱柱:内径4mm , 长2m , 填充60～80目TDX -02;

(7) 氢气0. 1%, 氧气2%, 氮气3%, 二氧化碳0. 1%(由干冰制得) , 其余为氩气。3. 3　计算公式

干氯气中含水质量分数可用下式计算:

[(W ′100%。1-W 1) /(W ′2-W 2) ]×

5　结语

以上方法在我公司的氯碱和PVC 检验应用过

程中取得了较好的效果。将该法用于氯化氢工段的炉内含氢的分析, 配合我公司分厂完成了许多生产分析任务。实践证明, 采用气相色谱法提高了吸收速度、吸收液的利用率及做样准确性, 降低了药品及玻璃仪器的损耗, 从而降低了成本, 同时为公司的生产提供了可靠依据, 并可在保证安全的条件下尽早点火开车, 节省了时间, 进而提高了产量。

[编辑:费红丽]

样品组分含量=

×对应标准气组分含量。

对应标准气峰面积

4　干氯气中含水量的测定

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