離子色譜法同時測定脫硫液中的四種醇胺

劉玉秀 朱巖 陳智棟 周旭 陳梅蘭

（1瑞士萬通中國中心實驗室，北京 100192；2浙江大學(xué)化學(xué)系，杭州 310028；3常州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，江蘇常州 213164；4江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院環(huán)境工程重點實驗室，南京 210036；5浙江樹人大學(xué)生物與環(huán)境工程學(xué)院，杭州 310015）

離子色譜法同時測定脫硫液中的四種醇胺

劉玉秀1朱巖2陳智棟3周旭4陳梅蘭5＊

（1瑞士萬通中國中心實驗室，北京 100192；2浙江大學(xué)化學(xué)系，杭州 310028；3常州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，江蘇常州 213164；4江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院環(huán)境工程重點實驗室，南京 210036；5浙江樹人大學(xué)生物與環(huán)境工程學(xué)院，杭州 310015）

建立了同時分離測定異丙醇胺（IPA）、三異丙醇胺（TIPA）、N－甲基二乙醇胺（MDEA）、N，N－二甲基二乙醇胺（DMAE）和6種陽離子的離子色譜法。色譜柱為TSK gelSuper IC－CR陽離子交換柱，流動相為冠醚（2.0mmol／L）、甲基磺酸（2.2mmol／L）、L－組氨酸（0.5mmol／L）混合溶液，流速為0.5mL／min，抑制電導(dǎo)檢測。DMAE、MDEA、TIPA、IPA的檢出限分別為0.48、36.9、47.04和1.39μg／L；樣品中DMAE、MDEA、TIPA、IPA平均回收率為103.15%，95.48%，97.64%，92.41%。方法具有簡單、快速、靈敏、抗干擾等優(yōu)點，用于測定脫硫液中的DMAE、MDEA、TIPA和IPA，結(jié)果令人滿意。

離子色譜法；脫硫劑；DMAE；MDEA；TIPA；IPA

1 前言

在天然氣、煉廠氣，油田氣等含H2S和CO2氣體的選擇性脫硫凈化處理中，醇胺法因具有處理量大、操作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用［1］。準(zhǔn)確、快速地測定脫硫液中醇胺的濃度，對于及時指導(dǎo)脫硫工藝生產(chǎn)，具有十分重要的意義。醇胺的檢測方法主要包括毛細管色譜紫外檢測法［2］、氣相色譜法［3－4］、液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜檢測法［5］、離子色譜法［6－8］，這些方法耗時且不能同時檢測，將離子色譜法應(yīng)用于脫硫工藝中幾種醇胺的同時檢測，同時存在其中的陽離子對其檢測沒有干擾，方法顯示了簡單、快速、靈敏、抗干擾等優(yōu)點。

2 實驗部分

2.1 儀器和試劑

TOSOH IC－2010離子色譜儀（TOSOH），陽離子交換柱為TSK guardcolumn Super IC－C HS（4.6mm× 1cm）和TSK gelSuper IC－CR（4.6mm×10cm，3μm），陽離子抑制膠（TOSOH）。

Li＋、Na＋、、K＋、Mg2＋、Ca2＋標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液（1 000mg／L）：由分析純的氯化鹽配制而成。

異丙醇胺（GR），二異丙醇胺（98%），三異丙醇胺（95%），N－甲基乙醇胺（99%），N－甲基二乙醇胺（99%），N，N－二甲基乙醇胺（GR），二乙醇胺（99%），實驗用水均為電阻率大于18.2MΩ·cm的超純水，由Milli－Q超純水系統(tǒng)（美國Millipore公司）提供。

實際樣品為中石化青島石油化工有限責(zé)任公司生產(chǎn)過程中含脫硫劑的貧液。

2.2 色譜條件

流動相：冠醚（18－Crown－6，2.0mmmol／L）＋甲基磺酸（MSA，2.2mmol／L）＋L－組氨酸（L－His，0.5mmol／L）混合溶液，流速0.5mL／min；柱溫40℃，進樣量30μL。

3 結(jié)果與討論

3.1 色譜條件優(yōu)化

實驗分別比較了3種柱子的分離效果，TSK.gelSuperIC－C HS、TSK.gelSuperIC－A／C和TSK.gelSuperIC－CR，最終選用了具有很好選擇性的TSK.gelSuperIC－CR陽離子色譜柱。優(yōu)化淋洗液組成為MSA（2.2mmol／L）和L－His（0.5mmol／L）和冠醚（2mmol／L）。通過調(diào)整淋洗速度來改善峰形和調(diào)節(jié)分離度，流速選用0.5mL／min。在以上優(yōu)化條件下，DMAE、MDEA、TIPA和IPA與Li＋、Na＋、K＋、Mg2＋、Ca2＋在30min內(nèi)得到了很好的分離。

3.2 線性范圍和檢出限

取適量儲備液配制成不同質(zhì)量濃度的DMAE、MDEA、TIPA、IPA和6種常規(guī)陽離子混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，在2.2色譜條件下，繪制DMAE、MDEA、TIPA和IPA的工作曲線。結(jié)果表明DMAE、MDEA、TIPA和IPA在一定范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，線性相關(guān)系數(shù)大于0.998。根據(jù)3倍信噪比，確定方法的檢出限，分別為0.48、36.9、47.04和1.39μg／L。對標(biāo)準(zhǔn)混合溶液分別進行6次平行測定，計算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）均小于2.0%。

3.3 樣品分析

稱取貧液0.105g，用去離子水定容至100mL的容量瓶中，稀釋10倍后經(jīng)過0.45μm的濾膜過濾裝入自動進樣器樣品盤中，自動稀釋100倍。實際樣品溶液進樣后所得的譜圖如圖1所示。對上述含脫硫劑的貧液進行加標(biāo)回收實驗所得回收率為92.41%～103.15%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）均小于2.4%。經(jīng)計算，該貧液中DMAE含量為6.6%，MDEA含量為34.8%。

圖1 實際樣品色譜圖Figure 1.A chromatogram of a real sample.

4 結(jié)論

采用離子色譜抑制電導(dǎo)檢測法可以同時準(zhǔn)確、快速地測定脫硫液中DMAE、MDEA、TIPA和IPA的含量。此方法樣品前處理簡單，選擇性高，重現(xiàn)性好，且不受常規(guī)陽離子干擾，適合廣泛地用于脫硫工藝中DMAE、MDEA、TIPA和IPA濃度的測定。

［1］Griselda Corro.Sulfur impact on diesel emission control－A review［J］.Reaction Kinetics and Catalysis Letters，2002，75（1）：89－106.

［2］Bord N，Cretier G，Rocca J L.Determination of diethanolamine or N－methyldiethanolamine in high ammonium concentration matrices by capillary electrophoresis with indirect UV detection：Application to the analysis of refinery process waters［J］.Analytical and Bioanalytical Chemistry，2004，380：325－332.

［3］Levent K，Orkun Alp.Comparison of organic solvents used for the determination of mustard gas hydrolysis products in urine samples using gas chromatographymass spectrometry［J］.Rapid Commun Mass Spectrom， 2004，18：1629－1634.

［4］杜進祥，王鳳貴，向東.毛細管氣相色譜法測定酸性氣體吸收液中的二乙醇胺和甲基二乙醇胺［J］.石油化工，2001，30（1）：51－53.

［5］Pablo C，Makram T S，Yun Z C.A liquid chromatography－electrospray ionization－tandem mass spectrometry study of ethanolamines in high salinity industrial wastewaters［J］.Talanta，2010，80：1110－1115.

［6］Application Update 138：Determination of Ethanolaminesin Industrial Waters by Cation－Exchange Chromatography，Dionex，Sunnyvale，Calif，USA，1998.

［7］Metrohm IC Application Note No.C－107：Hydoxylamine，Ethanolamine，Triethanolamine and Hydrazine on the Metrosep C3－250Cation Column，Metrohm，Herisau，Switzerland，2008.

［8］周旭，王金平，崔成來，等 .非抑制離子色譜法測定煉油廠脫硫液中N－甲基二乙醇胺［J］.石油煉制與化工，2011，42（6）：88－92.

Simultaneous Determination of Four Kinds of Alkanolamines in Desulfurization Solution by Ion Chromatography

LIU Yuxiu1，ZHU Yan2，CHENZhidong3，ZHOU Xu4，CHENMeilan5＊

（1.CentralLaboratoryofMetrohm（China）Co.，Ltd.，Beijing100192，China；2.DepartmentofChemistry，Zhejiang University，Hangzhou310028，China；3.SchoolofChemistryandChemicalEngineering，ChangzhouUniversity，Changzhou，Jiangsu213164，China；4.JiangsuKeyLaboratoryofEnvironmentalEngineering，Instituteof EnvironmentalSciencesofJiangsu，Nanjing210036，China；5.CollegeofBiologyandEnvironmentEngineering，ZhejiangShurenUniversity，Hangzhou310015，China）

A new ion chromatographic method for simultaneous separation and determination of isopropanolamine（IPA），triisopropanolamine（TIPA），methyldiethanolamine（MDEA），Dimethylethanolamine（DMAE）and six kinds of cations was developed.The optimal chromatographic conditions were as following：a TSK gelSuper IC－CR cation exchange column，the mixture of 2.0mmol／L18－Crown－6，2.2mmol／LMethanesulfonic acid and 0.5mmol／LL－Histidine as eluent，a flow rate of 0.5mL／min，a suppressed conductivity detection，and the injection volume of 30μL.The limit of detection for DMAE，MDEA，TIPA，IPA was 0.48，36.9，47.0and 1.39μg／L，respectively.The average recovery for DMAE，MDEA，TIPA，IPA was 103.15%，95.48%，97.64%，92.41%，respectively.The method has the advantages of simplicity，fast speed，high sensitivity and good anti－interference capability.It has been applied for the determination of DMAE，MDEA，TIPA，and IPA in the desulfurization solution with satisfactory results.Keywords ion chromatography；alkanolamines；dimethylethanolamine（DMAE）；methyldiethanolamine（MDEA）；triisopropanolamine（TIPA）；isopropanolamine（IPA）

＊通訊作者：陳梅蘭，教授，分析方法研究。E－mail：rain－lake＠163.com

O657.7＋5；TH833

A

2095－1035（2012）03－0047－03

10.3969／j.issn.2095－1035.2012.03.014

2012－07－06

2012－08－06

浙江省自然科學(xué)基金一般項目（Y5100280）；浙江省科技項目分析測試項目（2011C37034）。

劉玉秀，女，應(yīng)用工程師，主要從事分析測試方法的研究。E－mail：bj.liuyx＠m(xù)etrohm.com.cn