一种确定纯化过程样品中二甲基亚砜含量的方法与流程

本发明属于碳纤维溶剂回收技术领域，具体涉及一种确定纯化过程样品中二甲基亚砜含量的方法。

背景技术：

目前聚丙烯腈基碳纤维产量占世界碳纤维总产量的90%以上。碳纤维的轴向强度和模量高，无蠕变，耐疲劳性好，热膨胀系数小，耐腐蚀性好。聚丙烯腈基碳纤维主要由丙烯腈和其他少量第二、三单体在溶剂（二甲基亚砜、硫氰酸钠等）或水相中共聚生成共聚聚丙烯腈树脂，然后树脂经脱出溶剂和未反应丙烯腈单体工艺，或溶剂溶解树脂工艺，形成粘度适宜的纺丝液，经湿法、干法进行纺丝，再经水洗、牵伸等工艺制成聚丙烯腈纤维。在聚合过程及纺丝过程中会产生大量废液，废液组成大部分为二甲基亚砜、水以及微量的an。这些废液经过纯化回收工艺后，提纯的二甲基亚砜，可再次在聚合过程中做为溶剂使用，实现循环利用，节省原料，降低成本，同时减少废液排放，保护环境。

在二甲基亚砜的纯化回收过程中，一般要经过给料日槽、脱水塔、粗品塔和精馏塔等各个塔的蒸馏操作，同时要对各个塔釜和塔顶的样品进行采样，观察取样点成分，便于掌控纯化各过程的控制精度，最后精馏得到满足标准要求的二甲基亚砜。

目前，对于高纯度的二甲基亚砜采用气相色谱仪进行成分检测，对于二甲基亚砜含量高于20%且小于80%的纯化过程样品，因样品中含有微量an等杂质，其含量一般都采用经典的碘量法滴定分析。采用该检测方法，分析过程中需要经过称量、稀释、静置、滴定等步骤，每个样品的检测耗时近两小时，不能快速指导二甲基亚砜的纯化生产。另外，检测过程中需要消耗高锰酸钾、硫酸、碘化钾、硫代硫酸钠、淀粉指示剂等大量药品，配制药品也消耗大量时间，同时产生大量废液，检测方法不经济，有优化改进空间。

综上所述，本领域迫切需要研发一种新的快速、准确测定纯化过程给料日槽和粗品塔顶位置处样品中二甲基亚砜含量的方法。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，解决快速、准确测定纯化过程给料日槽和粗品塔顶样品中二甲基亚砜含量的方法的技术问题，本发明提供了一种确定纯化过程样品中二甲基亚砜含量的方法。

本发明的设计构思为：配制标准溶液并根据标准溶液的折光指数绘制标准曲线，使其能准确的反应出折光指数与检测样品中二甲基亚砜含量的对应关系，从而通过待测样品的折光指数确定待测样品中二甲基亚砜的含量。

本发明通过以下技术方案予以实现。

一种确定纯化过程样品中二甲基亚砜含量的方法，包括以下步骤：

（a）选取聚丙烯腈基碳纤维纺丝工序正常生产2天后不同取样位置处不同浓度的凝固浴样品溶液，采用碘量法分别滴定取样样品溶液中二甲基亚砜的含量，获得己知二甲基亚砜含量的样品溶液；

（b）采用步骤（a）中己知二甲基亚砜含量的样品溶液配制不同含量的二甲基亚砜溶液，利用折光指数仪测量配制好的不同含量二甲基亚砜溶液的折光指数，绘制折光指数与二甲基亚砜含量的对应的曲线，作为标准曲线；

（c）将待测样品放置于折光指数仪上，读取待测样品的折光指数；

（d）将步骤（c）读取的待测样品折光指数与步骤（b）绘制的标准曲线相对应，查出待测样品的二甲基亚砜含量。

进一步地，所述步骤（a）中取样样品检测范围为聚丙烯腈基碳纤维生产过程二甲基亚砜纯化回收过程中给料日槽、粗品塔顶部位抽取的试样。

进一步地，所述步骤（a）中二甲基亚砜溶液中二甲基亚砜含量介于20%～80%。

进一步地，所述步骤（b）中配制不同含量的二甲基亚砜溶液中二甲基亚砜的含量范围不小于日常二甲基亚砜纯化回收过程中给料日槽和粗品塔顶抽取样品的二甲基亚砜含量。

与现有技术相比本发明的有益效果为：

本发明经过大量的比对实验后，首次发现对二甲基亚砜含量介于20%～80%的二甲基亚砜纯化样品（给料日槽、粗品塔顶、凝固浴），其折光指数与二甲基亚砜含量有较为精准的对应关系，结果完全可以满足二甲基亚砜纯化回收生产过程的监测要求。使用该方法，检测一个样品用时只需5分钟，大大缩短了检测时间，能快速指导生产，同时也节约了大量的检测成本。

附图说明

图1为给料日槽位置处折光指数与二甲基亚砜含量的对应曲线图；

图2为粗品塔顶位置处折光指数与二甲基亚砜含量的对应曲线图。

具体实施方式

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明进行详细地描述，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例均按照常规实验条件。另外，对于本领域技术人员而言，在不偏离本发明的实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

实施例一

一种确定纯化过程样品中二甲基亚砜含量的方法，包括以下步骤：

（a）选取聚丙烯腈基碳纤维纺丝工序正常生产2天后纺丝一、二、三浴凝固浴位置处不同浓度的凝固浴样品溶液，采用碘量法分别滴定取样样品溶液中二甲基亚砜的含量，获得己知二甲基亚砜含量的样品溶液；

（b）采用步骤（a）中己知二甲基亚砜含量的样品溶液配制不同含量的二甲基亚砜溶液，利用折光指数仪测量配制好的不同含量二甲基亚砜溶液的折光指数，绘制折光指数与二甲基亚砜含量的对应的曲线，作为标准曲线；

（c）取二甲基亚砜纯化过程中给料日槽中待测样品，用碘量法滴定二甲基亚砜含量为23.67%；将二甲基亚砜纯化过程中给料日槽中待测样品放置于折光指数仪上，读取待测样品的折光指数为1.36547；

（d）将步骤（c）读取的待测样品折光指数与步骤（b）绘制的标准曲线相对应，如图1所示，在标准曲线上查得二甲基亚砜含量为23.33%。

实施例二

采用与实施例一相同的步骤，测试二甲基亚砜纯化过程中粗品塔顶样品，用碘量法滴定二甲基亚砜含量为75.88%，同时测得该样品的折光指数为1.44978，绘制粗品塔顶位置处折光指数与二甲基亚砜含量的对应曲线如图2所示，在标准曲线上查得二甲基亚砜含量为75.44%。

实施例数据对比：

结论：从上表可看出，用本方法测定的纯化过程中给料日槽和粗品塔顶等部位抽取的样品中的二甲基亚砜含量，将其与碘量法滴定分析出的数值相比较，其相对误差在1～2%范围内；同样的样品采用传统碘量法滴定耗时约2小时左右，采用本方法用时只需5分钟左右；该方法能够快速的测定二甲基亚砜纯化过程中给料日槽、粗品塔顶等部位抽取的样品中二甲基亚砜含量，且测定结果准确。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：

1.一种确定纯化过程样品中二甲基亚砜含量的方法，其特征在于包括以下步骤：

（a）选取聚丙烯腈基碳纤维纺丝工序正常生产2天后不同取样位置处不同浓度的凝固浴样品溶液，采用碘量法分别滴定取样样品溶液中二甲基亚砜的含量，获得己知二甲基亚砜含量的样品溶液；

（b）采用步骤（a）中己知二甲基亚砜含量的样品溶液配制不同含量的二甲基亚砜溶液，利用折光指数仪测量配制好的不同含量二甲基亚砜溶液的折光指数，绘制折光指数与二甲基亚砜含量的对应的曲线，作为标准曲线；

（c）将待测样品放置于折光指数仪上，读取待测样品的折光指数；

（d）将步骤（c）读取的待测样品折光指数与步骤（b）绘制的标准曲线相对应，查出待测样品的二甲基亚砜含量。

2.根据权利要求1所述的一种确定纯化过程样品中二甲基亚砜含量的方法，其特征在于：所述步骤（a）中取样样品检测范围为聚丙烯腈基碳纤维生产过程二甲基亚砜纯化回收过程中给料日槽、粗品塔顶部位抽取的试样。

3.根据权利要求1所述的一种确定纯化过程样品中二甲基亚砜含量的方法，其特征在于：所述步骤（a）中二甲基亚砜溶液中二甲基亚砜含量为20%～80%。

4.根据权利要求1所述的一种确定纯化过程样品中二甲基亚砜含量的方法，其特征在于：所述步骤（b）中配制不同含量的二甲基亚砜溶液中二甲基亚砜的含量不小于日常二甲基亚砜纯化回收过程中给料日槽和粗品塔顶抽取样品的二甲基亚砜含量。

技术总结
一种确定纯化过程样品中二甲基亚砜含量的方法，属于碳纤维溶剂回收技术领域，解决纯化过程样品中二甲基亚砜含量检测的技术问题，包括以下步骤：首先，取样并采用碘量法分别滴定取样样品溶液中二甲基亚砜的含量，获得己知二甲基亚砜含量的样品溶液；其次，采用己知二甲基亚砜含量的样品溶液配制不同含量的二甲基亚砜溶液，利用折光指数仪测量配制好的不同含量二甲基亚砜溶液的折光指数，绘制折光指数与二甲基亚砜含量的对应的曲线；再次，将待测样品放置于折光指数仪上，读取待测样品折光指数；最后，将读取的待测样品折光指数与标准曲线相对应，查出待测样品的二甲基亚砜含量。本发明缩短了检测时间，能快速指导生产，节约了检测成本。

技术研发人员：雷爱民;刘纳新;段瑞云;李旭东;严华
受保护的技术使用者：山西钢科碳材料有限公司;太原钢铁(集团)有限公司
技术研发日：2020.05.28
技术公布日：2020.08.18