苯氧化法制顺酐反应气相组分的检测系统和方法与流程

本发明涉及检测领域，具体地，涉及一种苯氧化法制顺酐反应气相组分的检测系统和一种苯氧化法制顺酐反应气相组分的检测方法。

背景技术：

1、顺酐又名马来酸酐、失水苹果酸酐，是目前世界上仅次于苯酐和醋酐的第三大酸酐，主要用于生产不饱和聚酯树脂(upr)、醇酸树脂。此外，还可用于生产1,4-丁二醇(bdo)、γ-丁内酯(gbl)、四氢呋喃(thf)、马来酸、富马酸和四氢酸酐等一系列重要化工产品。

2、苯氧化法生产顺酐的主要工艺流程为：将苯蒸汽和空气(或氧气)按照一定的比例混合，在v-mn-o系催化剂下作用，在固定床反应器中氧化生成顺酐混合气，经气体冷却器初步降温后，在部分冷凝器中捕集部分液体粗酐，未被冷凝的气态顺酐用水或者溶剂吸收，经精制制得精酐，液态精顺酐在包装工序冷却压制为成品。

3、苯氧化法制顺酐气相产物中主要有co、co2、o2、n2、苯、甲苯、顺酐。常规监测顺酐气相反应产物采用气相色谱-热导检测器法，由于顺酐气相产物含量在ppm至百分含量区间，该方法最大的不足是热导检测器灵敏度不足，难以对顺酐ppm级气相产物定量分析。需要热导检测器、氢火焰检测器、镍转化炉等多检测器多台色谱配合使用。这种方式占用设备较多、分析时间长、操作麻烦。同时由于热导检测器和氢火焰检测器是通用型检测器，反应中的极性化合物和非极性化合物分离比较困难需要多根色谱柱配合使用，且定性时一般需高纯度标准品并利用外标法建立标准曲线，测试周期较长。气相色谱-质谱联用技术克服了上述缺点，质谱对永久气体和烃类化合物灵敏度很高，不需要高纯标准品进行定性，质谱的选择离子模式可以将质谱转变为选择性检测器大大降低了永久气体和烃类化合物的分离难度。因此采用气相色谱-质谱联用技术对苯氧化法制顺酐气相反应质量控制是一项非常有意义的研究工作。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有气相色谱(tcd或fid)技术监测苯氧化法制顺酐反应气相组分的不足之处，本发明提供一种苯氧化法制顺酐反应气相组分的检测系统和一种苯氧化法制顺酐反应气相组分的检测方法，采用该系统检测反应气中co、co2、o2、n2、苯、甲苯、顺酐含量，具有检测迅速、定性简便、重复性好以及定量准确等优点。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种苯氧化法制顺酐反应气相组分的检测系统，该系统包括：

3、第一分析单元，包括依次连接的第二切换阀、第二色谱柱、第三切换阀和第四切换阀，第二切换阀上接有第一色谱柱，第三切换阀上连接有第三色谱柱；

4、第二分析单元，包括依次连接的第一切换阀、第四色谱柱和第四切换阀；和

5、检测装置，其通过管路与第四切换阀连接，用于检测气相组分；

6、其中，第一切换阀与待测气体源和载气源连接，第二切换阀与待测气体源和载气源连接，第一色谱柱用于分离o2+n2+co、co2以及苯+甲苯+顺酐，第二色谱柱用于分析co2，第三色谱柱用于分离o2、n2和co，第四色谱柱用于分离苯、甲苯和顺酐。

7、本发明第二方面提供一种苯氧化法制顺酐反应气相组分的检测方法，该方法在如上所述的系统中进行，该方法包括：

8、待测气体通过阀进样的方式进入所述系统，待测气体分别进入第一切换阀和第二切换阀；

9、待测气体经过第一色谱柱分离后，得到o2+n2+co、co2以及苯+甲苯+顺酐，其中，苯+甲苯+顺酐反吹排出系统；将o2+n2+co切换至第三色谱柱进行分离，然后将分离的o2、n2和co切换至检测装置进行检测；将co2切换至第二色谱柱，然后切换至检测装置进行检测；

10、待测气体经第四色谱柱分离后，得到分离的苯、甲苯和顺酐，然后切换至检测装置进行检测；

11、优选地，通过控制切换阀的切换顺序，控制所述待测气体中各组分的出峰顺序依次为o2、n2、co、co2、苯、甲苯和顺酐。

12、在本发明所述的系统中采用本发明所述的方法，可同时测定反应气相中co、co2、o2、n2、苯、甲苯和顺酐含量，分析过程7-15min内完成，为苯氧化法制顺酐反应的气相组分提供了简便、快速、可靠的分析方法，有利于苯氧化法制顺酐反应工艺条件的优化。

13、而且，使用本发明提供的系统检测时，还有定性简便、重复性好以及定量准确等优点，且各组分的最低检出限均可达0.1ppm以下。

技术特征：

1.一种苯氧化法制顺酐反应气相组分的检测系统，其特征在于，该系统包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一切换阀为六通阀，第二切换阀为十通阀，第三切换阀为六通阀，第四切换阀为四通阀。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述第一色谱柱的固定相为聚苯乙烯类填料、聚二乙烯苯类填料、聚苯乙烯-二乙烯苯类填料或碳分子筛类填料，优选为聚苯乙烯-二乙烯苯类填料或碳分子筛类填料；和/或

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述第一色谱柱为plot q色谱柱、haysep q色谱柱或shincarbon色谱柱；和/或

5.根据权利要求3或4所述的系统，其中，所述第一色谱柱的柱长为25-50m，直径为0.25-0.32mm，填料目数为80-100目；和/或

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的系统，其中，第一切换阀的1号接口与放空阀连接，第一切换阀的2号接口与第二切换阀的9号接口和/或载气源连接，第一切换阀的3号接口和第一切换阀的6号接口之间设有定量管，第一切换阀的4号接口与第四色谱柱连接，第一切换阀的5号接口与载气源连接；

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的系统，其中，所述检测装置为质谱检测仪。

8.一种苯氧化法制顺酐反应气相组分的检测方法，其特征在于，该方法在权利要求1-7中任意一项所述的系统中进行，该方法包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其中，色谱的条件包括：

10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述检测为定量检测，该方法通过外标定量。

技术总结
本发明涉及检测领域，具体地，涉及苯氧化法制顺酐反应气相组分的检测系统和方法。该系统包括：第一分析单元，包括依次连接的第二切换阀、第二色谱柱、第三切换阀和第四切换阀，第二切换阀上接有第一色谱柱，第三切换阀上连接有第三色谱柱；第二分析单元，包括依次连接的第一切换阀、第四色谱柱和第四切换阀；和检测装置，其通过管路与第四切换阀连接，用于检测气相组分；第一切换阀和第二切换阀分别与待测气体源和载气源连接。使用本发明提供的系统检测时，有定性简便、重复性好以及定量准确等优点。

技术研发人员：姜健准,陈松,刘静
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11