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尿素生产中常量二氧化碳测定方法的改进

• 发布日期：2017/1/10 10:59:14 阅读次数：2140
•            尿素生产中常量二氧化碳测定方法的改进
  
                  孙云存,卢丽琼
  
        (云南解化集团有限公司,云南开远　661600)
  
  在尿素生产过程中,需要测定中间产物 (尿素合成塔熔融液、氨水、二甲液等)中的二 氧化碳含量,测定方法有量气法和容量法。我公 司采用容量法(甲醛法)测定,该方法操作繁杂 费时,终点不易掌握,分析误差大,并且甲醛对 分析人员和环境都会造成危害。本文通过对尿素 生产过程中二氧化碳存在形式的分析、研究,提 出用酸碱滴定法来测定尿素中间产物中的二氧化 碳含量。
  
  1　试验部分
  
  1·1　酸碱滴定法测定二氧化碳的原理 在尿素生产过程中,中间产物中的二氧化碳 主要以氨基甲酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵的形式存 在,氨以游离氨、氨基甲酸铵、碳酸铵、碳酸氢 铵的形式存在。以甲基橙为指示剂,用盐酸标准 溶液直接滴定中间产物(滴定体积为V1),可测 得总氨含量。在中间产物中加入过量的中性氯化 钡溶液,使氨基甲酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵转化 为碳酸钡沉淀和氯化铵后,再以酚酞为指示剂, 用盐酸标准溶液滴定(滴定体积为V2),可测得 游离氨含量。(V1-V2)即为化合态氨所消耗的 盐酸标准溶液的体积,据此可计算出中间产物中 的二氧化碳含量。
  
  1·2　试　剂
  
  盐酸标准溶液　0·500 0 mol/L; 100 g/L中性氯化钡溶液　称取100 g氯化 钡溶于900 mL水中,再加混合指示剂(酚酞- 百里香酚酞) 2滴,先用0·1 mol/L氢氧化钠溶 液中和至微红色,再用0·1 mol/L的盐酸中和至 红色消失;
  
  甲基橙指示剂　1 g/L; 酚酞指示剂　10 g/L; 二氧化碳标液　准确称取4 g碳酸钠和1 g 碳酸氢铵,用水溶解后,转移到1 000 mL容量 瓶中,定容。
  
  1·3　测定步骤
  
  (1)在500 mL容量瓶中加入200~300 mL 去离子水,装上专用胶塞(胶塞上带有排气孔和 取样管),擦干称重。调节好取样阀开度,排放 片刻后与取样管相接,迅速振荡之,取约20 g 样后停止取样,关好阀门,待冷却至室温后擦 干,称重。用去离子水冲洗取样管,稀释至刻 度,混匀。此液为A液。
  
  (2)吸取5·00 mL A液于预先盛有50 mL 水的锥形瓶中,加入2滴甲基橙指示剂,用盐酸 标准溶液滴至橙红色为终点,记录滴定体积。 (3)另吸取5·00 mLA液于预先盛有20 mL 中性氯化钡溶液的锥形瓶中,加入2滴酚酞指示 剂,用盐酸标准溶液滴至粉红色消失为终点,记 录滴定体积。
  
  1·4　结果计算
  
  样品中的二氧化碳含量按下式计算:
  
  
  
  2　结果与讨论
  
  2·1　精密度试验
  
  取尿素合成塔熔融液、氨水、二甲液,每个 样品用本方法进行6次平行测定,考查本方法的 精密度,结果见表1。
  
  
  
  由表1可看出,用该方法测定不同样品中的 二氧化碳含量,相对标准偏差均较低,说明本方 法的精密度好。
  
  2·2　回收率试验
  
  取尿素合成塔熔融液(二氧化碳含量为 13·15% ) 20·35 g配制500·0 mL试验溶液,取 此溶液5·00 mL (含二氧化碳20·76 mg),加入 不同体积的标液,用该方法测定二氧化碳含量, 计算回收率,结果见表2。
  
  由表2可以看出,本方法的加标回收率在 98·0% ~100·7%,可见本方法的准确度较高, 能满足生产控制分析的要求。
  
  
  
  2·3　与甲醛法的比较
  
  取尿素合成塔熔融液、氨水、二甲液,用本 方法与甲醛法分别进行4次二氧化碳含量测定, 结果见表3。
  
  
  
  从表3可以看出:通过F检验法, 2种方法 测定3个样品的F值远小于9·28(置信度95% 时的F值),通过方差分析可知, 2种方法无显 著性差异。
  
  3　结　论
  
  用酸碱滴定法测定尿素生产中间产物中的二 氧化碳含量,其精密度、回收率均满足中控分析 要求,与甲醛法测定结果无显著性差异,且在操 作、资源消耗和安全危害方面都较甲醛法优越, 可替代甲醛法。
  
  4　注意事项
  
  (1)取样阀开度要适当,以使样品能完全 溶于水中,否则样品无代表性。
  
  (2)下端优质胶管必须插入水中,但不可 靠近瓶底,否则容易冲破瓶底。
  
  (3)如果水从排气孔冲出,应重新取样。 (4)因氨易挥发,故滴定时应快滴慢摇, 以免氨损失,使结果偏低。
  
  (5)加入氯化钡的量应足够,否则沉淀不 完全,使结果偏低。
  
  [参考文献]
  
  [1]刘其良·尿素生产中常量二氧化碳分析方法探讨[J]·大 氮肥, 2004 (4): 281
  
  [2]武汉大学·分析化学[M]·3版·北京:高等教育出版社
  
  

  [3]云南解化集团有限公司·中控分析规程[M]

  来源：中国化学试剂网