CC BY
4
УДК 613.632.4:547.862.2]-074
Канд. техн. наук Ю. Г. Озерский, Ю. А. Акимов, С. Н. Кабрельян
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФЕНОЛОВ В ВЫБРОСАХ КОКСОХИМИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА
Донецкий политехнический институт
•
Для определения максимальной приземной концентрации фенолов из отдельного источника выброса в процессе коксохимического производства необходимо знать количество этих веществ, выбрасываемых в атмосферу. Содержание фенолов в выбросах коксохимического производства рекомендуется исследовать колориметрическим методом с 4-аминоантипирином Однако выполненные нами исследования по предлагаемой методике и анализ литературных данных по этому вопросу выявили ряд недостатков. Прежде всего для определения фенольных продуктов в газе нужно знать ориентировочно их качественный и количественный состав. Хорошо, если его можно установить на основании теоретического анализа перерабатываемого сырья и технологического режима процесса. Но в наших условиях состав и содержание фенольных продуктов в выбросах часто колеблются вследствие изменения состава поступающего сырья, режима работы технологических установок, конденсационной аппаратуры.
Несовершенен и сам метод определения фенолов с 4-аминоантипирином. Скорость развития окраски, ее устойчивость во времени в значительной степени зависят от рН среды. Однако величина рН раствора у различных исследований неодинакова и колеблется от 9,3 до 11,0 (В. В. Носков и Г. В. Семухина). Было также отмечено, что при взаимодействии смеси фенола с 4-аминоантипирином парапроизводные не окрашиваются и их определение невозможно. К тому же при анализе требуется выполнять операции, которые снижают точность методики и увеличивают время их проведения (выделение фенолов из раствора фенолятов после их поглощения из газа, дистилляция фенолов для отделения их от сульфидов в случае присутствия сероводорода в выбросе и др.).
В настоящее время отбор проб на анализ из газопровода производят аспирационным методом с помощью пробоотборной трубки, поглотительного прибора и аспиратора. При переработке каменноугольного сырья температура выбросов газа в большинстве случаев значительно выше температуры окружающей среды (15—40°). Вследствие этого в пробоотборной трубке и соединительных шлангах происходит конденсация паров компонентов газа. Учитывать сконденсировавшиеся пары газа при данном аппаратурном оформлении метода отбора трудно, это отрицательно отражается на точности исследования содержания исследуемых компонентов в выбросах.
Таким образом, определять фенолы в выбросах газа при переработке каменноугольного сырья по предлагаемой методике с использованием колориметрического метода с 4-аминоантипирином из-за указанных выше недостатков нецелесообразно.
Анализ литературных данных показывает, что при выявлении качественного и количественного состава фенольных продуктов хроматографиче-ский метод по сравнению с остальными методами имеет преимущества — дает высокую точность и выигрыш во времени (М. Е. Неймарк и И. Ё. Коган).
Целью наших дальнейших исследований являлась разработка методики определения фенолов в газах при переработке каменноугольного сырья с использованием газожидкостной хроматографии.
1 Методы определения вредных веществ в воздухе коксохимических заводов. Методические указания. Харьков, 1973.
Отбор проб газовой смеси на анализ. 6 — пробка; 7 — газопровод; 8 — контрольная склянка; 9 — аспиратор. Остальные обозначения
в тексте.
Пробы на анализ газа отбирали аспирационным методом. Для устранения конденсации паров газа в пробоотборной трубке и соединительных шлангах был разработан пробоотборник-поглотитель, выполненный как одно целое и располагающийся непосредственно в газопроводе.
Пробоотборник-поглотитель и схема отбора проб на анализ показаны на рисунке. Пробоотборник-поглотитель представляет собой стеклянную трубку 1, разделенную непроницаемой перегородкой 4 на верхнюю и нижнюю часть. Нижняя часть имеет отверстие 2, через которое прибор заполняется при подготовке к работе и засасывается газ при отборе пробы. Над непроницаемой перегородкой 4 в трубку 1 впаяна пористая пластинка 5. Пространство между перегородкой и пористой пластинкой соединено с нижней частью при помощи подъемной трубки 3. Диаметр пробоотборника-поглотителя и размеры его составных частей выбирали исходя из требуемого объема поглотителя и диаметра газопровода.
Длительного контакта газа с поглотителем в приборе достигают благодаря высоте слоя поглотителя над пористой пластинкой, а большую поверхность соприкосновения фаз получают диспергированием газа на малые пузырьки с помощью пористой пластинки 5. Исследования показали высокую эффективность улавливания компонентов в пробоотборнике-поглотителе; проскоки извлекаемых компонентов не наблюдались, что подтвердилось анализами на контрольного поглотителя.
Для повышения точности предлагаемого метода определения фенолов в газе и уменьшения времени анализа мы рассматривали возможность выбора в качестве поглотителя такого растворителя, который присутствовал бы при хроматографическом изучении фенолов и не создавал помех для нахождения последних. Для абсорбции фенолов можно воспользоваться различными растворителями (бензол, толуол, бутиловый спирт, изопро-пиловый эфир и т. п.), которые имеют достаточно высокий коэффициент распределения по отношению к фенолам, содержащимся в выбросах (до 20 мг/л). Однако в нашем случае этот параметр не является определяющим при выборе растворителя. Определяющими параметрами являются температура кипения и доступность, так как в процессе хроматографиче-ского анализа температура кипения растворителя должна быть на 30—40° меньше температуры кипения низкокипящих фенолов. Вместе с тем эта температура не должна быть и низкой, так как растворители с малой температурой летучи.
Из рассмотренных нами растворителей фенолов в качестве поглотителя был выбран толуол, имеющий коэффициент распределения фенольных продуктов Кр=1,66 и температуру кипения ГКип=110,8°.
Данные определения фенольных продуктов в газе по предлагаемой и существующей методикам
№ определен и] Фенольные продукты хроматографический метод колориметрический метод с 4-аминоан-тнпирнном
1 Ксилолы 4,80 2,31
2 Стирол 3,88 3,70
3 Э-толуол 3,40 3,25
4 Мезитилен 3,14 2,80
5 Псевдокумол 0,77 0,90
6 Гидринден 3,67 3,42
7 Инден-анилин 3,07 2,76
8 Фенол 3,19 2,80
9 О-Крезол 1,85 1,98
10 2,6-Ксиленол 3,17 3,00
Содержание фенольных продуктов в выбросе газа
Хроматографический анализ проводили на хроматографе ЛХМ-7а. Хроматограф предварительно выводили на заданный режим работы, затем из полученного толуольного экстракта отбирали 50 мкл и вводили в испаритель хроматографа.
Условия хроматографического анализа следующие: тип хроматографа — катарометр; колонка — 4 мХ4 мм; неподвижная фаза —ди-метилфталат (ДМФ); твердый носитель — хромосорб; размер зерен — 0,15—0,20 мм; газ-носитель — гелий; расход газа-носителя — 100 мл/мин; ток детектора— 200 мА; скорость диаграммной ленты — 240 мм/ч.
При выбранных условиях анализа хроматограф калибровали по фенол ьным продуктам, присутствующим в газах. При калибровке величина отношения количества введенного компонента к его площади пика диаграммы для определяемых веществ была постоянной независимо от взятых концентраций.
где а — концентрация компонента в газе (в мг/м3); 5 — площадь пика, приведенная к условному масштабу (в мм2); К — коэффициент, выражающий отношение концентрации вещества на искусственной смеси к площади определяемого компонента (в мг/мм2); V7 — объем газа, пропущенный через пробоотборник-поглотитель и измененный с помощью аспиратора, приведен к нормальным условиям (в м3).
В результате получена хроматограмма фенольных продуктов из выбросов при переработке каменноугольных фенолов. Результаты расчетов по отдельным компонентам сложены и получено суммарное содержание фенольных продуктов в газе, величины которых приведены в таблице. Здесь же представлены результаты определений фенолов в тех же условиях, выполненных колориметрическим методом с 4-аминоантипирином.
Из сравнения данных, представленных в таблице, можно сделать вывод, что предлагаемый метод более точно определяет содержание фенольных продуктов в отработанных газах при производстве каменноугольных фенолов.
ЛИТЕРАТУРА. НеймаркМ. Е., Коган И. Е. и др. — € Кокс и химия», 1967, № 7, с. 42—44.
Поступила 25/1У 1975 г.
' УДК 614.771-074:[54в.794.02.210+546.815.02.2Ю]:543
Кандидаты хим. наук Т. М. Поникарова и Д. К■ Попов
ОПРЕДЕЛЕНИЕ Ро210 И РЬ210 В ПРОБАХ ПОЧВ
Научно-исследовательский институт радиационной гигиены, Ленинград
В основу метода выделения радиоактивного полония Ро210 из растворов положено электрохимическое осаждение его на никелевую пластинку (К. Бэгнал). Однако из растворов проб почв на никелевый диск не удается
