苯加氢催化剂中锌含量的检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种检测方法，具体涉及一种苯加氢催化剂中锌含量的检测方法。
【背景技术】
[0002] 苯加氢反应是己内酰胺生产系统的重要关键步骤，其中，钌锌催化剂中锌含量的 多少决定了苯加氢反应的收率，进而测定锌含量对装置生产起着重大意义。
[0003] 钌锌催化剂为固体状态，有效成分为钌和锌，还含有Fe、Ni、Cr、Al和Ti等杂质元 素，其中锌为固体单质，同行业分析过程中，苯加氢催化剂中锌离子的含量采用原子吸收分 析仪进行测定，该方法需先酸解1小时后静置1小时，取清液备用。每次分析前需进行锌离 子标准曲线绘制，该方法不仅繁琐耗时，而且有铁、镉、铝等各种元素共存，波长吸收测定存 在干扰，因此重复性较差。并且，原子吸收分光光度计法时间较长、检测消耗时间长、价格较 为昂贵，该检验方法对生产调节不能及时提供数据以及不利于推广应用。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种苯加氢催化剂中锌含量的检测 方法，该方法不仅成本低廉，而且操作简单、分析准确度高。
[0005] 本发明为实现上述目的而采用的技术方案是：
[0006] -种苯加氢催化剂中锌含量的检测方法，包括以下步骤：
[0007] (1)样品预处理：
[0008] 将质量为的样品研磨并搅拌均匀，除去表面的油相，得到液态样品；滤液为沉 淀后的上层清液，将液态样品进行过滤，得到固体。
[0009] (2)步骤⑴中固体中锌含量的测定：
[0010] 称取质量为m' #步骤（1)中得到的固体，与盐酸溶液混合，在35~45°C下进行超 声处理，超声波频率80~120HZ，处理时间为20~50min，超声完毕后过滤，得滤液，将滤液 定容至V￡ ;移取定容后的溶液，加入水、氟化铵和KI摇匀，加入乙酸-乙酸钠缓冲溶液，数 滴二甲酚橙做指示剂，采用Η)ΤΑ标准溶液滴定至溶液由红色变为亮黄色为终点，同时作空 白试验，经计算得到固体中锌的含量。
[0011] ⑶步骤⑴中滤液中锌含量的测定：
[0012] 准确移取步骤（1)中得到的滤液，加盐酸溶液混合，加水定容至V' ￡，然后移取设 定量定容后的溶液，加入设定量的水、氟化铵和KI，摇匀，再加入乙酸-乙酸钠缓冲溶液，数 滴二甲酚橙做指示剂，采用m)TA标准溶液滴定至溶液由红色变为亮黄色为终点，同时作空 白试验，经计算得到滤液中锌的含量。
[0013] 步骤（1)中，所述样品为用水液封的新鲜钌锌催化剂（检测固体锌的含量抽滤之 后使用固体，滤液锌的含量，在生产使用中是将水液封的钌锌催化剂沉淀后取上层清液直 接使用），采用水液封为防止催化剂因氧化而失效。
[0014] 步骤⑵中，所述固体质量与盐酸溶液体积的比例为0. 5g : (15~25)mL，所述盐 酸溶液的浓度为0. 08~0. 12m〇L/L。优选的，所述固体质量与盐酸溶液体积的比例为0. 5g : 20mL，所述盐酸溶液的溶度为0.1 moL/L。本发明采用合适体积与浓度的盐酸溶液溶解固体， 使固体在超声振荡条件下充分溶解，将固体中的锌单质转变为锌离子，利于Η)ΤΑ的络合滴 定，当所述固体质量与盐酸溶液体积的比例为〇. 5g :20mL，固体溶解最充分，效果最好。
[0015] 步骤⑵中，优选的，超声处理条件为：超声波频率100Hz，40°C超声30min。在高 频率波的作用下，超声波作用于液体，液体中每个气泡的破裂会产生能量极大的冲击波，冲 击波撞击固体催化剂，减弱了锌在苯加氢催化剂载体上的附着力，便于在载体上释放出来， 增加与酸接触面积，使反应更容易进行。经过大量试验和分析得到超声处理条件为超声波 频率100HZ，40°C超声30min，其超声效果最好，使得结果最准确、可靠。
[0016] 步骤（2)中，移取定容后的溶液的体积、水体积、氟化铵体积和KI质量的比例为： (20~30)mL : (30~50)mL: (8~12)mL : (0. 4~0. 6) g。优选的，定容后的溶液的体积、水 体积、氟化铵体积和KI质量的比例为：25mL :40mL:10mL :0. 5g。本发明中的苯加氢催化剂中 金属的有效成分为钌和锌，预处理方法中采用研磨方法将样品成浆状液态，所以整个处理 过程所加试剂无其他明显杂质金属离子干扰。以氟化铵为掩蔽剂，掩蔽铝离子和钛离子，以 KI为掩蔽剂，掩蔽铜离子，掩蔽剂与干扰离子生成无色或浅色的可溶性络合物，加入后溶液 清晰，不影响终点判断，也不太变动溶液的pH ;不降低EDTA络合物的稳定性，从而准确检测 出锌离子的含量。通过对氟化铵和KI的加入量进行试验，确定了以上合适的范围，当氟化 铵和KI加入量较少时，有干扰离子参与反应，当移取定容后的溶液的体积、水体积、氟化铵 体积和KI质量的比例为：（20~30)mL : (30~50)mL: (8~12)mL : (0· 4~0· 6)g，锌含量 检测结果趋于稳定，说明以较好的达到掩蔽密度。当定容后的溶液的体积、水体积、氟化铵 体积和KI质量的比例为：25mL :40mL: IOmL :0. 5g，可以完全除去干扰，使得检测结果更加准 确。
[0017] 步骤（2)中，所述移取定容后的溶液与乙酸-乙酸钠缓冲溶液的体积比例为： (20~30) : (10~20)，优选的，所述移取定容后的溶液与乙酸-乙酸钠缓冲溶液的体积比 例为25 :15。通过对乙酸-乙酸钠缓冲溶液加入量进行试验，确定了移取定容后的溶液与 乙酸-乙酸钠缓冲溶液的体积比例，使得本发明溶液pH控制在6左右，以使本发明的掩蔽 剂达到掩蔽的目的。
[0018] 步骤⑵和（3)中，所述EDTA的浓度为0· 02moL/L〇
[0019] 经计算公式 Wzn= [CedtaX (V^V0) XMzJ Am，样 XV移）XV定 X 100%测得固体中 锌离子的质量分数。
[0020] 其中，Wzn为固体中锌呙子质量百分含量；
[0021] CedtaS EDTA标准滴定溶液摩尔浓度，m〇L/L ;
[0022] V1为消耗标准EDTA的体积；
[0023] V。为同时做空白试验，消耗的标准溶液EDTA的体积；
[0024] #为苯加氢催化剂固体样品的质量；
[0025] V移为移取定容后的溶液的体积；
[0026] MznS锌原子的摩尔质量，g/moL ;
[0027] V￡为滤液定容的体积。
[0028] 步骤（3)中，所述W ￡与盐酸溶液的体积比例为5:1，所述盐酸溶液的浓度为 0. 08~0. 12moL/L。本发明采用合适体积与浓度的盐酸溶液溶解滤液中的锌单质，使将滤 液中的锌单质转变为锌离子，利于Η)ΤΑ的络合滴定。
[0029] 步骤⑶中，移取定容后的溶液的体积、水体积、氟化铵体积和KI质量的比例为： (5~15)mL : (30~50)mL: (8~12)mL : (0. 4~0. 6) g。优选的，定容后的溶液的体积、水体 积、氟化铵体积和KI质量的比例为：IOmL :40mL: IOmL :0. 5g。本发明中的苯加氢催化剂中 金属的有效成分为钌和锌，预处理方法中采用研磨方法将样品成浆状液态，所以整个处理 过程所加试剂无其他明显杂质金属离子干扰。以氟化铵为掩蔽剂，掩蔽铝离子和钛离子，以 KI为掩蔽剂，掩蔽铜离子，掩蔽剂与干扰离子生成无色或浅色的可溶性络合物，加入后溶液 清晰，不影响终点判断，也不太变动溶液的pH ;不降低EDTA络合物的稳定性，从而检测出锌 离子的含量。通过对氟化铵和KI的加入量进行试验，确定了以上合适的范围，当氟化铵和 KI加入量较少时，有干扰离子参与反应，当移取定容后的溶液的体积、水体积、氟化铵体积 和KI质量的比例为：（5~15)mL :(30~50)mL: (8~12)mL :(0. 4~0. 6)g，锌含量检测结 果趋于稳定，说明以较好的达到掩蔽密度。当定容后的溶液的体积、水体积、氟化铵体积和 KI质量的比例为：10mL :40mL: IOmL :0. 5g，可以完全除去干扰，使得检测结果更加准确。
[0030] 步骤（3)中，所述移取定容后的溶液与乙酸-乙酸钠缓冲溶液的体积比例为： (5~15) : (10~20)，优选的，所述移取定容后的溶液与乙酸-乙酸钠缓冲溶液的体积比例 为10 :15。通过对乙酸-乙酸钠缓冲溶液加入量进行试验，确定了移取定容后的溶液与乙 酸-乙酸钠缓冲溶液的体积比例，使得本发明溶液pH控制在6左右，以使本发明的掩蔽剂 达到掩蔽的目的。
[0031] 经计算公式^=[0咖一（￥，厂￥，0)\1^]/111样\(￥，定八，移）\100%测得 滤液中锌离子的质量分数。
[0032] 其中，WznS滤液锌离子质量百分含量；
[0033] CedtaS EDTA标准滴定溶液摩尔浓度，m〇L/L ;
[0034] t 1为消耗标准EDTA的体积；
[0035] V'。为同时做空白试验，消耗的标准溶液EDTA的体积；
[0036] MznS锌原子的摩尔质量，g/moL ;
[0037] m样为移取定容后样品的质量；
[0038] V' #为移取步骤⑴中得到的滤液的体积；
[0039] V' ￡为滤液定容的体积。
[0040] 本发明的有益效果是：
[0041] (1)本发明中的苯加氢催化剂是由具有大量孔结构的载体和负载在载体上的固体 锌单质以及其他金属杂质组成，根据苯加氢催化剂的组成成分和结构特点，采用直接将苯 加氢催化剂研磨成为浆状的液体，将固体锌与载体分离，防止催化剂组分相互干扰，预处理 方法简单、快速、易操作，不产生溶剂的消耗和废液，满足大量样品分析检测的需要，为下一 步检测锌含量提供良好基础，提高检测灵敏度，使检测结果更加准确。
[0042] (2)酸解过程是靠酸进入载体中发生化学反应生成锌离子；超声振荡处理是动态 处理的过程，由于苯加氢催化剂是固体，在高频率波的作用下，超声波作用于液体，液体中 每个气泡的破裂会产生能量极大的冲击波，冲击波撞击固体催化剂，减弱了锌在苯加氢催 化剂载体上的附着力，便于在载体上释放出来，增加与酸接触面积，使反应更容易进行。
[0043] (3)鉴于现有技术的分析时间长，对生产调节不能及时提供数据。本发明根据苯加 氢催化剂的组成成分和结构特点，首先采用了研磨成浆状液体的预处理方法，之后对固体 采用超声振荡处理，然后采用Η)ΤΑ络合法进行滴定，该方法精简了分析步骤和减少化验分 析成本，分析时间明显压缩，同时提高了分析准确度，结果的重复性得到了显著改善。
[0044] (4)本方法仪器简单，能测定苯加氢催化剂中锌的含量，结果准确可靠，并且成本 较低，易于推广和应用。
【具体实施方式】
[0045] 实施例1
[0046] 一种苯加氢催化剂中锌含量的检测方法，包括以下步骤：
[0047