主题:【第十二届原创】过氧化物分析滴定法和红外光谱仪法成本分析-宁波分析测试团队

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过氧化物分析滴定法和红外光谱仪法成本分析

罗乃兴

(宁波镇海炼化利安德化学有限公司 315200)


摘要:简要总结了红外光谱仪分析法分析过氧化物与现分析方法,滴定法存在的优势,红外光谱仪分析法的应用对分析过程的提升,以及成本节省。
关键词:红外光谱仪;过氧化物;滴定法;成本节省
0 引言

目前化验室对过氧化物含量的分析采用碘量滴定法。分析过程:取一定质量的样品,加入25mL异丙醇,2mL冰醋酸,10mL或者20mL碘化钠-异丙醇溶液,暗室反应30min后,再加入100mL甲醇作为溶剂,使用硫代硫酸钠标准溶液滴定分析得到结果。该方法存在着以下缺点:1)有机溶剂使用量大,产生大量废液;2)分析时间较长,单个样品分析需要约40分钟;3)试剂材料成本较高。
据文献方法 傅立叶红外光谱分析方法还具有分析速度快、成本低、污染小等优点。国外同行实验室成功运用经验,采用傅立叶红外光谱仪对过氧化物含量在0.10%-48.0%之间样品可直接进行定量分析。日常需分析的样品中,过氧化物含量在这范围的有:S-0201C、S-0202C、S-0205C、S-0208C、S-0304F、QC-35和QC-1等13个。过氧化物滴定法分析,每个样品一次所消耗掉试剂、溶剂和滴定剂的量如表1所示,无论试剂、溶剂还是滴定剂,消耗的量都比较大。

表1 每个样品分析试剂消耗表

 

样品名称

 

取样量ml

 

反应试剂

溶剂

 

消耗的滴定剂ml

冰醋酸ml

异丙醇ml

碘化钠溶液ml

甲醇ml

S-0201C

0.3

2

25

20

100

5

S-0202C

0.5

2

25

10

100

6

S-0205C

0.3

2

25

20

100

16

S-0208C

0.3

2

25

20

100

16

S-0304F

0.5

2

25

10

100

9

QC-35

0.3

2

25

20

100

15

QC-1

0.5

2

25

10

100

8

S-0203

3

2

25

10

100

10

S-0204E

0.3

2

25

10

100

6

S-0101C

0.3

2

25

10

100

13.5

S-0305

3

2

25

10

100

15

S-0313F

3

2

25

10

100

11

S-0315D

3

2

25

10

100

6.5


1 废液产生量统计
根据每个样品的分析频率,可以粗略地计算出一个样品每个月分析所产生的废液的量,如表2所示,样品S-0201C每月分析产生的废液至少4.3L。统计中13个样品每月分析产生废液的量多达53.9L,一年产生的废液的量多达646.8L,以5L为一桶计,将产生130桶废液。该统计中还未包含清洗电极等消耗的甲醇。并且该方法产生的废液均作为危险废物处理,产生大量处理费用及污染。而红外光谱法每个样需要仅1.0mL样品,无其它试剂,废液产生少,一个月的废液总量约0.36L,年废液总量约为4.32L,远远少于滴定法产生的废液。

表2 废液产生量对比

样品名称

滴定一次分析产生废液ml

周分析次数

月产生废液量ml

月废液总量L

红外分析废液月总量L

S-0201C

152.3

7

4264.4

 

53.9

 

 

 

 

 

 

 

0.36

S-0202C

143.5

14

8036

S-0205C

163.3

14

9144.8

S-0208C

163.3

7

4572.4

S-0304F

146.5

3

1758

QC-35

162.3

7

4544.4

QC-1

145.5

1

582

S-0203

150

3

1800

S-0204E

143.3

7

4012.4

S-0101C

150.8

14

8444.8

S-0305

155

7

4340

S-0313F

151

1

604

S-0315D

146.5

3

1758



2 材料成本统计

如表3所示,按现有样品量计算,每月至少消耗滴定杯3.5箱、甲醇约需要8桶、冰醋酸1.5瓶、硫代硫酸钠标准溶液4升、碘化钠2瓶和3桶异丙醇,这还不包含复查和重做及清洗消耗。根据表5各材料单价(含税)统计,13个样品每个月消耗的试剂材料总成本需要3614.38元。据表4,红外光谱法每次分析仅消耗一个1.5mL的玻璃比色管,成本为0.6元/个,每月材料消耗成本约212元,相比滴定法每月材料成本可节省3402.38元。

表3 滴定法试剂材料月总消耗量

滴定杯月消总耗总量(个)

甲醇月消耗总量mL

碘化钠异丙醇溶液月消耗总量mL

异丙醇月消耗总量mL

冰醋酸月消耗总量mL

硫代硫酸钠滴定剂月消耗总量mL

352

35200

4800

8800

704

3966


表4红外法材料消耗量

材料

单价

月消耗量

月总费用

比色管

0.6

352

212


表5滴定法试剂材料费用

试剂名称

单价

月消耗量(桶/瓶)

费用

月总费用

甲醇

91.30

8

730.36

 

3614.38

冰醋酸

22.60

1.5

33.91

异丙醇

148.01

3

444.02

滴定杯

99.01

3.5

346.52

碘化钠

419.78

2

839.57

硫代硫酸钠

1220.01

1

1220.01


3 时间成本
 
根据现有分析情况,一名分析人员完成全部过氧化物分析,需要23小时时间。而红外光谱仪法每个样品仅需要半分钟就可完成,每天完成全部样品,时间在10分钟以内,可节约大量时间成本。

4 总结

    如果通过傅立叶红外光谱仪分析样品中过氧化物含量,这13个样品一年下来可以节省试剂材料的成本达41000元以上,同时节省了处理130桶废液的费用及大量人工成本。使用傅立叶红外光谱仪分析过氧化物的含量将会提高工作效率,同时减少有机试剂的使用,对减少环境污染也将有一定的积极意义。
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