近红外及紫外可见光谱技术在己内酰胺生产中的应用研究

论文摘要

近10年来,近红外光谱分析技术已广泛地应用于石油化工领域的各个方面。近红外光谱分析技术具有快速、高效、测试费用低、重现性好、样品勿需处理,测试过程无污染的特点。本论文利用近红外光谱技术分析己内酰胺生产过程中水体系中己内酰胺含量、苯体系中己内酰胺含量、氨肟化反应液中的水含量,经过试验,取得了较好的实际应用效果。近红外法分析氨肟化反应液中含水相对误差范围在±3%之间,相关系数(R~2)为0.9737,相对标准偏差小于0.50%。方法准确度高,重现性好,满足氨肟化生产控制的分析要求。尼龙6是目前世界上最实用的、产量最大的工程塑料原料,具有很好的耐磨性、韧性和抗冲击强度,应用广泛。尼龙6切片是以己内酰胺为原料聚合而成,目前采用的相对粘度的表征方法为乌氏粘度计法,该方法操作繁琐、费时,且需大量使用96%浓硫酸容易由于操作不慎等原因对分析人员造成伤害,本论文将近红外方法用于测定尼龙6切片相对粘度,结果表明用近红外方法可以实现尼龙6切片相对粘度的快速分析。近红外分析结果标准偏差为0.05,重复误差小于0.02。在HPO法生产己内酰胺的工艺中,IPL无机工艺液是羟胺肟化装置中无机循环系统的主体物料。由于磷酸羟胺是以活性炭作载体的钯/铂催化剂存在下用氢气还原硝酸盐制备的,反应是在无机工艺缓冲液中进行,为防止催化剂流失,无机工艺液中Pt、Pd含量分析至关重要。双波长分光光度法测定铂和钯使用双硫腙萃取双波长系数倍率法来测定结果,消除了铂钯共存的干扰。该方法克服了单波长测定法的缺点,没有冗繁的萃取分离,用双硫腙溶液同时萃取比色测定,方法选择性好。通过大量的实验工作,本方法已成功地应用于羟胺肟化无机工艺液中的微量铂钯的测定。本方法操作简便、快速,精密度、准确度均能达到生产要求,目前是无机液中微量Pt、Pd含量的理想分析方法。本论文还对红外分光光度法、紫外分光光度法、不分光红外光谱法分析液氨中油和有机物进行了研究,最终确认了采用不分光红外光谱法进行分析,建立了液氨中油和有机物的快速测定法,直接测定有机碳氢化合物含量,方法简便,测定结果与原重量法基本一致,实验表明新方法准确度、精密度均可以满足生产要求。此外本论文还对己内酰胺生产过程中的重排混合物中游离环己酮肟含量测定进行了研究,重排混合物是一个很特殊、难以直接分析的体系,含大量硫酸和少量三氧化硫,粘度大,腐蚀性强,且杂质种类较多。中和处理过程中游离肟水解为羟胺,利用该性质,建立的重氮化—偶联反应法测定重排混合物中游离肟,方法简便,快速,准确,可以满足生产控制的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 近红外光谱分析技术原理
• 1.3 现代近红外光谱技术的特点
• 1.4 近红外光谱仪器发展概况
• 1.5 近红外光谱分析技术中的化学计量学方法
• 1.5.1 近红外光谱谱图预处理方法
• 1.5.1.1 噪音及其他干扰因素的消除平滑处理
• 1.5.1.2 谱图信息的选择
• 1.5.2 近红外光谱分析中的定性和定量校正方法研究
• 1.5.2.1 定性判别
• 1.5.2.2 定量校正方法
• 1.5.3 近红外光谱分析中的模型传递技术
• 1.6 近红外光谱分析技术的应用
• 1.7 研究的内容
• 第2章 CCD近红外光谱技术在己内酰胺生产控制分析中的初步应用
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器（NIR-2000）
• 2.2.2 样品来源及基础数据测定
• 2.2.3 样品光谱的采集
• 2.2.4 校正方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 水体系中己内酰胺含量的测试
• 2.3.2 苯体系中己内酰胺含量的测试
• 2.3.3 重现性实验
• 2.3.4 近红外方法与现用标准方法的对比
• 2.3.4.1 两种方法的重现性对比
• 2.3.4.2 两种方法的综合对比
• 2.4 结论
• 第3章 近红外光谱分析技术在氨肪化生产控制分析中的应用
• 3.1 前言
• 3.2 实验
• 3.2.1 仪器
• 3.2.2 样本来源
• 3.2.3 标准法列值的测定
• 3.2.4 近红外光谱的采集
• 3.2.5 数学模型的建立
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 方法原理
• 3.3.2 数学模型评价
• 3.3.3 方法对照及回收率实验
• 3.3.4 平行性实验
• 3.3.5 方法的准确度和精密度实验
• 3.3.6 样品分析结果
• 3.4 小结
• 第4章 近红外光谱测定尼龙6切片相对粘度可行性研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 现采用标准检测方法概述
• 4.2.2 近红外光谱测量
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 新装置样品模型
• 4.3.2 混合样品模型
• 4.3.3 重复性实验
• 4.4 小结
• 第5章 双波长系数倍率法测定无机工艺液中微量铂和把
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 仪器及试剂
• 5.2.2 实验方法
• 5.2.2.1 标准曲线绘制
• 5.2.2.2 样品预处理
• 5.2.2.3 样品分析
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 双硫腙螯合物的吸收光谱
• 5.3.2 双波长系数倍率法测定铂和把
• 5.3.2.1 消除干扰原理
• 5.3.2.2 波长选择
• 5.3.2.3 K值的确定
• 5.3.2.4 工作曲线绘制
• 5.3.2.5 K值范围
• 5.3.2.6 正交试验
• 5.3.2.7 铂和钯同时萃取的条件
• 5.3.2.8 人工合成（即实验室配制）无机液含Pd、 Pt分析
• 5.3.2.9 双波长系数倍率法与DSM-CR0-056方法分析结果对照
• 5.4 小结
• 第6章 不分光红外光谱法测定液氨中油及有机物
• 6.1 前言
• 6.2 实验部分
• 6.2.1 仪器与试剂
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 样品处理
• 6.3.2 方法确定
• 6.3.2.1 红外分光光度法
• 6.3.2.2 紫外分光光度法
• 6.3.2.3 不分光红外光谱法
• 6.3.3 样品测试比较
• 6.3.4 方法精密度及检测限
• 6.3.5 两种方法分析时间比较
• 6.4 小结
• 第7章 分光光度法测定重排混合物中游离环己酮肟
• 7.1 前言
• 7.2 试验部分
• 7.2.1 仪器和试剂
• 7.2.1.1 仪器
• 7.2.1.2 试剂
• 7.2.2 实验方法
• 7.2.2.1 样品处理
• 7.2.2.2 样品测定
• 7.2.2.3 空白值测定
• 7.2.2.4 标准加入法
• 7.3 结果与讨论
• 7.3.1 原理
• 7.3.2 重氮化试剂选择试验
• 7.3.3 对氨基苯磺酸溶液的配制和醋酸钠溶液的用量
• 7.3.4 试剂加入顺序和组合试验
• 7.3.5 硫代硫酸钠的用量
• 7.3.6 重排混合物样品测定中I2的用量
• 7.3.7 反应时间和溴化钾的作用
• 7.3.8 空白值的测定
• 7.3.9 铁的影响
• 7.3.10 苯胺的影响
• 7.3.11 重排产物水解方式对测定的影响
• 7.3.12 重排产物中和pH值对测定的影响
• 7.3.13 重氮化反应的酸度
• 7.3.14 方法准确性验证
• 7.3.14.1 精密度
• 7.3.14.2 加标回收率
• 7.3.14.3 灵敏度
• 7.3.13.5 线性范围
• 7.4 结论
• 结论
• 参考文献
• 附录 A 攻读学位期间发表的论文
• 致谢