尿素生產(chǎn)中常量二氧化碳測(cè)定方法的改進(jìn)
孫云存,盧麗瓊
(云南解化集團(tuán)有限公司,云南開(kāi)遠(yuǎn) 661600)
在尿素生產(chǎn)過(guò)程中,需要測(cè)定中間產(chǎn)物 (尿素合成塔熔融液、氨水、二甲液等)中的二 氧化碳含量,測(cè)定方法有量氣法和容量法。我公 司采用容量法(甲醛法)測(cè)定,該方法操作繁雜 費(fèi)時(shí),終點(diǎn)不易掌握,分析誤差大,并且甲醛對(duì) 分析人員和環(huán)境都會(huì)造成危害。本文通過(guò)對(duì)尿素 生產(chǎn)過(guò)程中二氧化碳存在形式的分析、研究,提 出用酸堿滴定法來(lái)測(cè)定尿素中間產(chǎn)物中的二氧化 碳含量。
1 試驗(yàn)部分
1·1 酸堿滴定法測(cè)定二氧化碳的原理 在尿素生產(chǎn)過(guò)程中,中間產(chǎn)物中的二氧化碳 主要以氨基甲酸銨、碳酸銨、碳酸氫銨的形式存 在,氨以游離氨、氨基甲酸銨、碳酸銨、碳酸氫 銨的形式存在。以甲基橙為指示劑,用鹽酸標(biāo)準(zhǔn) 溶液直接滴定中間產(chǎn)物(滴定體積為V1),可測(cè) 得總氨含量。在中間產(chǎn)物中加入過(guò)量的中性氯化 鋇溶液,使氨基甲酸銨、碳酸銨、碳酸氫銨轉(zhuǎn)化 為碳酸鋇沉淀和氯化銨后,再以酚酞為指示劑, 用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(滴定體積為V2),可測(cè)得 游離氨含量。(V1-V2)即為化合態(tài)氨所消耗的 鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積,據(jù)此可計(jì)算出中間產(chǎn)物中 的二氧化碳含量。
1·2 試 劑
鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液 0·500 0 mol/L; 100 g/L中性氯化鋇溶液 稱取100 g氯化 鋇溶于900 mL水中,再加混合指示劑(酚酞- 百里香酚酞) 2滴,先用0·1 mol/L氫氧化鈉溶 液中和至微紅色,再用0·1 mol/L的鹽酸中和至 紅色消失;
甲基橙指示劑 1 g/L; 酚酞指示劑 10 g/L; 二氧化碳標(biāo)液 準(zhǔn)確稱取4 g碳酸鈉和1 g 碳酸氫銨,用水溶解后,轉(zhuǎn)移到1 000 mL容量 瓶中,定容。
1·3 測(cè)定步驟
(1)在500 mL容量瓶中加入200~300 mL 去離子水,裝上專用膠塞(膠塞上帶有排氣孔和 取樣管),擦干稱重。調(diào)節(jié)好取樣閥開(kāi)度,排放 片刻后與取樣管相接,迅速振蕩之,取約20 g 樣后停止取樣,關(guān)好閥門,待冷卻至室溫后擦 干,稱重。用去離子水沖洗取樣管,稀釋至刻 度,混勻。此液為A液。
(2)吸取5·00 mL A液于預(yù)先盛有50 mL 水的錐形瓶中,加入2滴甲基橙指示劑,用鹽酸 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴至橙紅色為終點(diǎn),記錄滴定體積。 (3)另吸取5·00 mLA液于預(yù)先盛有20 mL 中性氯化鋇溶液的錐形瓶中,加入2滴酚酞指示 劑,用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴至粉紅色消失為終點(diǎn),記 錄滴定體積。
1·4 結(jié)果計(jì)算
樣品中的二氧化碳含量按下式計(jì)算:
2 結(jié)果與討論
2·1 精密度試驗(yàn)
取尿素合成塔熔融液、氨水、二甲液,每個(gè) 樣品用本方法進(jìn)行6次平行測(cè)定,考查本方法的 精密度,結(jié)果見(jiàn)表1。
由表1可看出,用該方法測(cè)定不同樣品中的 二氧化碳含量,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均較低,說(shuō)明本方 法的精密度好。
2·2 回收率試驗(yàn)
取尿素合成塔熔融液(二氧化碳含量為 13·15% ) 20·35 g配制500·0 mL試驗(yàn)溶液,取 此溶液5·00 mL (含二氧化碳20·76 mg),加入 不同體積的標(biāo)液,用該方法測(cè)定二氧化碳含量, 計(jì)算回收率,結(jié)果見(jiàn)表2。
由表2可以看出,本方法的加標(biāo)回收率在 98·0% ~100·7%,可見(jiàn)本方法的準(zhǔn)確度較高, 能滿足生產(chǎn)控制分析的要求。
2·3 與甲醛法的比較
取尿素合成塔熔融液、氨水、二甲液,用本 方法與甲醛法分別進(jìn)行4次二氧化碳含量測(cè)定, 結(jié)果見(jiàn)表3。
從表3可以看出:通過(guò)F檢驗(yàn)法, 2種方法 測(cè)定3個(gè)樣品的F值遠(yuǎn)小于9·28(置信度95% 時(shí)的F值),通過(guò)方差分析可知, 2種方法無(wú)顯 著性差異。
3 結(jié) 論
用酸堿滴定法測(cè)定尿素生產(chǎn)中間產(chǎn)物中的二 氧化碳含量,其精密度、回收率均滿足中控分析 要求,與甲醛法測(cè)定結(jié)果無(wú)顯著性差異,且在操 作、資源消耗和安全危害方面都較甲醛法優(yōu)越, 可替代甲醛法。
4 注意事項(xiàng)
(1)取樣閥開(kāi)度要適當(dāng),以使樣品能完全 溶于水中,否則樣品無(wú)代表性。
(2)下端優(yōu)質(zhì)膠管必須插入水中,但不可 靠近瓶底,否則容易沖破瓶底。
(3)如果水從排氣孔沖出,應(yīng)重新取樣。 (4)因氨易揮發(fā),故滴定時(shí)應(yīng)快滴慢搖, 以免氨損失,使結(jié)果偏低。
(5)加入氯化鋇的量應(yīng)足夠,否則沉淀不 完全,使結(jié)果偏低。
[參考文獻(xiàn)]
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來(lái)源：中國(guó)化學(xué)試劑網(wǎng)
