Xác định Acetate, Formate, Chloride, Sulfate, và Thiocyanate trong Lean Amine bằng Wayeal Ion Chromatograph
2026-07-28
Dung dịch hấp thụ amin hữu cơ là một loại dung môi amin hữu cơ có tính kiềm yếu, thường được sử dụng trong các quy trình hóa học như lọc dầu, xử lý khí tự nhiên, công nghiệp hóa chất than và tổng hợp amoniac, để thu giữ carbon dioxide từ khí thải, cũng như để hấp phụ và loại bỏ các tạp chất như hydro sulfua hoặc carbon dioxide khỏi khí nguyên liệu. Sau khi hấp thụ tạp chất, dung dịch amin được tái sinh bằng cách gia nhiệt và chưng cất để loại bỏ các thành phần đã hấp thụ, và dung dịch amin tái sinh thu được được gọi là "dung dịch amin nghèo".
Các dung môi hấp thụ amin hữu cơ thường dùng bao gồm monoethanolamine (MEA), diethanolamine (DEA), diisopropanolamine (DIPA), N-methyldiethanolamine (MDEA) và hỗn hợp của chúng. Dưới tác dụng hiệp đồng của oxy và khí axit, các hợp chất alkanolamine này trải qua các phản ứng hóa học phức tạp, ban đầu tạo thành aldehyde, sau đó được chuyển hóa thành các chất axit như axit formic và axit axetic. Các loài axit này có thể làm trầm trọng thêm sự ăn mòn thiết bị, thay đổi sức căng bề mặt và độ nhớt của dung dịch amin, gây ra hiện tượng tạo bọt nghiêm trọng trong tháp hấp thụ và làm suy giảm hiệu quả tiếp xúc khí-lỏng.–Các ion clorua và thiocyanate là các thành phần anion của muối bền nhiệt (HSS) có trong dung dịch hấp thụ amin hữu cơ. Nếu chúng tích tụ liên tục, chúng có thể gây ăn mòn nghiêm trọng vật liệu kim loại của thiết bị và ảnh hưởng xấu đến hiệu suất khử lưu huỳnh và khử cacbon của dung dịch amin. Các ion sunfat thường được đưa vào dung dịch amin bởi các chất bên ngoài như lưu huỳnh trioxit, xâm nhập vào hệ thống và phản ứng với các amin hữu cơ. Do đó, việc theo dõi nồng độ của các muối này có ý nghĩa to lớn trong việc xác định thời điểm dung dịch amin cần được tinh chế hoặc thay thế, tối ưu hóa quy trình tái sinh, và xác minh xem đơn vị khử lưu huỳnh thượng nguồn có đang hoạt động hiệu quả hay không, cũng như phát hiện bất kỳ sự rò rỉ khí tiềm ẩn hoặc sự cuốn theo khí axit trong hệ thống.
Trong nghiên cứu này, một máy sắc ký ion Wayeal IC6200 được trang bị đầu dò độ dẫn điện và cột sắc ký NovaChrom HS-5A-P3 đã được sử dụng để xác định nồng độ các ion axetat, format, clorua, sunfat và thiocyanate trong các mẫu. Phương pháp này có quy trình tiền xử lý đơn giản, độ nhạy cao và độ tuyến tính tốt, cung cấp một tài liệu tham khảo có giá trị cho việc xác định các ion gốc axit khác nhau trong ngành công nghiệp hóa chất.
Từ khóa: Máy sắc ký ion, Đầu dò độ dẫn điện, Axetat, Axit formic, Clorua, Sunfat, Thiocyanate.
1. Thiết bị và Hóa chất
1.1 Danh sách cấu hình máy sắc ký ion
Bảng 1 Danh sách cấu hình thiết bị
|
Số TT. |
Tên thiết bị |
Số lượng |
|
1 |
Máy sắc ký ion IC6200 |
1 |
|
2 |
Máy lấy mẫu tự động AS3100 |
1 |
|
Hình 1 |
Máy trạm sắc ký SmartLab CDS 2.0 |
1 |
|
4 |
Máy tạo dung dịch rửa giải Hydroxit |
1 |
|
5 |
Bộ triệt màng tự tái sinh Anion |
1 |
|
6 |
Cột sắc ký Anion hệ Hydroxit NovaChrom HS-5A-P3 |
1 |
1.2 Hóa chất và Chuẩn
|
Số TT. |
Hóa chất và Chuẩn |
Độ tinh khiết |
|
1 |
Dung dịch chuẩn Axetat |
1000mg/L |
|
2 |
Dung dịch chuẩn Format |
1000mg/L |
|
Hình 1 |
Dung dịch chuẩn Clorua |
1000mg/L |
|
4 |
Dung dịch chuẩn Sunfat |
1000mg/L |
|
5 |
Dung dịch chuẩn Thiocyanate |
1000mg/L |
|
6 |
Methanol |
Thuốc thử đảm bảo (GR) |
1.3 Vật liệu thí nghiệm và Thiết bị phụ trợ
Cân phân tích (độ chính xác 0,0001 g);
Cột tiền xử lý RP;
Cột tiền xử lý H;
Màng lọc polyethersulfone (PES) pha nước (0,45μm);
Xi lanh dùng một lần (5mL);
Nước siêu tinh khiết.
2. Phương pháp thí nghiệm
2.1 Tiền xử lý mẫu
Chuyển 100 μL mẫu vào bình định mức 10 mL, và pha loãng đến vạch bằng nước siêu tinh khiết để thu được dung dịch mẫu pha loãng 100 lần. Cho cả dung dịch mẫu gốc và dung dịch mẫu pha loãng 100 lần lần lượt đi qua cột tiền xử lý RP, cột tiền xử lý H và màng lọc nước 0,45 μm trước khi phân tích bằng thiết bị. Trước khi sử dụng, cột tiền xử lý RP được điều kiện hóa bằng cách cho đi qua 20 mL methanol và 15 mL nước, sau đó để ổn định trong 30 phút. Trước khi sử dụng, cột tiền xử lý H được điều kiện hóa bằng cách cho 15 mL nước đi qua, sau đó để ổn định trong 30 phút.Cột sắc ký2.2.1 Điều kiện sắc ký ionCột sắc kýNovaChrom HS-5A-P3, 4,0 × 250mm
Dung dịch rửa giải
Sắc ký gradient 3–20–65mM KOH
|
Tốc độ dòng |
1mL/phút |
|
Thời gian chạy |
65 phút |
|
Thể tích tiêm |
Tiêm vòng đầy, 25μL |
|
Nhiệt độ cột |
30 °C |
|
Nhiệt độ buồng dò |
30 °C |
|
Đầu dò |
195mA |
|
Dòng điện bộ triệt |
195mA |
|
Bảng 3 Chương trình sắc ký gradient |
Thời gian (phút) |
|
Loại |
Nồng độ (mM) |
0
|
Bước (ban đầu) |
3 |
25 |
|
Bước |
3 |
Hình 1 |
|
Bước |
Phân tích được hoàn thành trong vòng 65 phút. Tất cả các pic đều có dạng pic thỏa mãn, và mỗi chất phân tích đều cho đáp ứng và độ phân giải tốt, đáp ứng yêu cầu phân tích thực nghiệm. |
Hình 1 |
|
Bước |
Phân tích được hoàn thành trong vòng 65 phút. Tất cả các pic đều có dạng pic thỏa mãn, và mỗi chất phân tích đều cho đáp ứng và độ phân giải tốt, đáp ứng yêu cầu phân tích thực nghiệm. |
65 |
|
Bước |
Phân tích được hoàn thành trong vòng 65 phút. Tất cả các pic đều có dạng pic thỏa mãn, và mỗi chất phân tích đều cho đáp ứng và độ phân giải tốt, đáp ứng yêu cầu phân tích thực nghiệm. |
3.1 Sắc ký đồ chuẩn |
|
3.1 Sắc ký đồ chuẩn |
Phân tích được hoàn thành trong vòng 65 phút. Tất cả các pic đều có dạng pic thỏa mãn, và mỗi chất phân tích đều cho đáp ứng và độ phân giải tốt, đáp ứng yêu cầu phân tích thực nghiệm. |
Hình 1 |
Sắc ký đồ của dung dịch chuẩn hỗn hợp Anion
3.2 Khoảng tuyến tính
Các thể tích thích hợp của dung dịch chuẩn làm việc hỗn hợp ở các nồng độ khác nhau đã được tiêm để phân tích. Độ lệch giữa kết quả hiệu chuẩn tuyến tính và nồng độ đã biết nằm trong giới hạn sai số cho phép tối đa. Hệ số tương quan (R²) đều trên 0,999, cho thấy độ tuyến tính tốt cho tất cả các thành phần phân tích.
Bảng 4 Khoảng tuyến tính cho các hợp chất mục tiêuHợp chất
Khoảng tuyến tính (mg/L)
Hệ số tương quan (R²)
Axetat
|
0,25–1,2 |
0,99928 |
Format |
|
Clorua |
0,99932 |
Clorua |
|
Hàm lượng thực tế = Nồng độ đo được trung bình × Hệ số pha loãng |
0,99932 |
Sunfat |
|
Sắc ký đồ chồng lên nhau của dung dịch mẫu gốc trong sáu lần tiêm liên tiếp để kiểm tra độ lặp lại |
0,99967 |
Thiocyanate |
|
4. Kết luận |
0,99992 |
Hình 2 |
|
Những kết quả này xác nhận rằng hệ thống sắc ký ion Wayeal được sử dụng trong phương pháp này đáp ứng các yêu cầu về phân tích định tính và định lượng các ion axetat, format, clorua, sunfat và thiocyanate trong mẫu amin nghèo, cung cấp một tài liệu tham khảo có giá trị cho việc đánh giá chất lượng dung dịch amin nghèo trong ngành công nghiệp hóa chất. |
3.3 Kết quả kiểm tra mẫu |
Kết quả kiểm tra độ lặp lại của mẫu: |
Hình 3Sắc ký đồ chồng lên nhau của dung dịch mẫu pha loãng 100 lần trong sáu lần tiêm liên tiếp để kiểm tra độ lặp lại
Bảng 5 Kết quả kiểm tra ion Axetat trong mẫu
Tên mẫu
Thời gian lưu (phút)Diện tích pic (μS·s)
Nồng độ đo được (mg/L)
|
Hàm lượng thực tế (mg/L) |
Mẫu 1 |
47,146 |
3,409 |
24,306 |
0,303 |
|
0,304 |
50,8 |
Mẫu 2 |
13,313 |
24,196 |
0,518 |
|
0,300 |
51,8 |
Mẫu 3 |
13,312 |
24,196 |
0,516 |
|
0,300 |
50,8 |
Mẫu 4 |
13,315 |
24,196 |
0,515 |
|
0,304 |
51,5 |
Mẫu 5 |
13,312 |
24,196 |
0,508 |
|
0,306 |
51,5 |
Mẫu 6 |
13,312 |
24,196 |
0,508 |
|
0,303 |
50,8 |
Trung bình |
13,311 |
24,196 |
0,514 |
|
0,303 |
51,4 |
RSD (%) |
0,028 |
Sunfat |
105,9 |
|
/ |
Kết quả kiểm tra như sau: |
Bảng 6 Kết quả kiểm tra ion Format trong mẫu |
Tên mẫu |
Sunfat |
Sunfat |
Nồng độ đo được (mg/L)
|
Hàm lượng thực tế (mg/L) |
Mẫu 1 |
47,146 |
3,409 |
24,306 |
0,303 |
|
0,304 |
58,5 |
Mẫu 2 |
16,164 |
24,196 |
0,584 |
|
0,300 |
58,4 |
Mẫu 3 |
16,167 |
24,196 |
0,582 |
|
0,300 |
58,1 |
Mẫu 4 |
16,163 |
24,196 |
0,581 |
|
0,304 |
58,1 |
Mẫu 5 |
0,017 |
24,196 |
Hình 4 |
|
0,306 |
58,1 |
Mẫu 6 |
16,167 |
24,196 |
0,574 |
|
0,303 |
58,1 |
Trung bình |
16,167 |
24,196 |
0,581 |
|
0,303 |
58,1 |
RSD (%) |
0,017 |
Sunfat |
Hình 4 |
|
/ |
/ |
Bảng 7 Kết quả kiểm tra ion Clorua trong mẫu |
Tên mẫu |
Sunfat |
Sunfat |
Nồng độ đo được (mg/L)
|
Hàm lượng thực tế (mg/L) |
Mẫu 1 |
47,146 |
3,409 |
24,306 |
0,303 |
|
0,304 |
105,4 |
Mẫu 2 |
24,358 |
24,196 |
1,059 |
|
0,300 |
105,6 |
Mẫu 3 |
24,363 |
24,196 |
1,059 |
|
0,300 |
105,4 |
Mẫu 4 |
0,026 |
24,196 |
Bảng 8 Kết quả kiểm tra ion Sunfat trong mẫu |
|
0,304 |
105,9 |
Mẫu 5 |
24,358 |
24,196 |
1,059 |
|
0,306 |
105,9 |
Mẫu 6 |
0,026 |
24,196 |
Bảng 8 Kết quả kiểm tra ion Sunfat trong mẫu |
|
0,303 |
105,4 |
Trung bình |
24,359 |
24,196 |
1,059 |
|
0,303 |
105,9 |
RSD (%) |
0,026 |
Sunfat |
Bảng 8 Kết quả kiểm tra ion Sunfat trong mẫu |
|
/ |
/ |
Kết quả kiểm tra như sau: |
|
Sunfat |
Sunfat |
65,163
|
Thiocyanate |
0,303 |
|
Clorua |
105,9 |
|
Hàm lượng thực tế = Nồng độ đo được trung bình × Hệ số pha loãng |
Hình 4 |
|
Sắc ký đồ chồng lên nhau của dung dịch mẫu gốc trong sáu lần tiêm liên tiếp để kiểm tra độ lặp lại |
Bảng 8 Kết quả kiểm tra ion Sunfat trong mẫu |
Tên mẫu
Thời gian lưu (phút)Diện tích pic (μS·s)
Nồng độ đo được (mg/L)
|
Hàm lượng thực tế (mg/L) |
Mẫu 1 |
47,146 |
3,409 |
0,303 |
|
0,304 |
Trung bình |
38,347 |
65,142 |
65,142 |
|
0,300 |
RSD (%) |
38,347 |
65,274 |
65,274 |
|
0,300 |
RSD (%) |
38,351 |
65,068 |
65,068 |
|
0,304 |
Mẫu 5 |
38,357 |
65,070 |
65,070 |
|
0,306 |
Mẫu 6 |
38,341 |
65,347 |
65,347 |
|
0,303 |
Trung bình |
38,347 |
65,163 |
65,163 |
|
0,303 |
RSD (%) |
0,016 |
Phương pháp này sử dụng hệ thống sắc ký ion Wayeal IC6200 được trang bị đầu dò độ dẫn điện để xác định độ tuyến tính, độ lặp lại của mẫu và hàm lượng mẫu của các ion axetat, format, clorua, sunfat và thiocyanate. Các sắc ký đồ và dữ liệu thu được cho thấy phương pháp có các pic có dạng tốt, không bị đuôi cho tất cả các chất phân tích mục tiêu, với độ nhạy đáp ứng yêu cầu của tiêu chuẩn quốc gia. Hệ số tương quan tuyến tính (R²) cho tất cả các chất phân tích đều vượt quá 0,999 và độ lặp lại của mẫu là thỏa đáng. |
Phương pháp này sử dụng hệ thống sắc ký ion Wayeal IC6200 được trang bị đầu dò độ dẫn điện để xác định độ tuyến tính, độ lặp lại của mẫu và hàm lượng mẫu của các ion axetat, format, clorua, sunfat và thiocyanate. Các sắc ký đồ và dữ liệu thu được cho thấy phương pháp có các pic có dạng tốt, không bị đuôi cho tất cả các chất phân tích mục tiêu, với độ nhạy đáp ứng yêu cầu của tiêu chuẩn quốc gia. Hệ số tương quan tuyến tính (R²) cho tất cả các chất phân tích đều vượt quá 0,999 và độ lặp lại của mẫu là thỏa đáng. |
|
/ |
Bảng 9 |
Kết quả kiểm tra ion Thiocyanate trong mẫu |
Tên mẫu |
Sunfat |
Diện tích pic (μS·s)Nồng độ đo được (mg/L)
|
Hàm lượng thực tế (mg/L) |
Mẫu 1 |
47,146 |
3,409 |
0,303 |
|
0,304 |
RSD (%) |
47,150 |
0,306 |
0,306 |
|
0,300 |
Mẫu 4 |
47,150 |
0,304 |
0,304 |
|
0,300 |
Mẫu 4 |
47,154 |
0,304 |
0,304 |
|
0,304 |
Mẫu 5 |
47,158 |
0,306 |
0,306 |
|
0,306 |
Mẫu 6 |
47,121 |
0,303 |
0,303 |
|
0,303 |
Trung bình |
47,146 |
|
|
|
0,303 |
RSD (%) |
0,028 |
|
|
|
/ |
Kết quả kiểm tra như sau: |
Ion |
Hàm lượng thực tế (mg/L) |
Sunfat |
65,163
|
Thiocyanate |
0,303 |
|
4. Kết luận |
Phương pháp này sử dụng hệ thống sắc ký ion Wayeal IC6200 được trang bị đầu dò độ dẫn điện để xác định độ tuyến tính, độ lặp lại của mẫu và hàm lượng mẫu của các ion axetat, format, clorua, sunfat và thiocyanate. Các sắc ký đồ và dữ liệu thu được cho thấy phương pháp có các pic có dạng tốt, không bị đuôi cho tất cả các chất phân tích mục tiêu, với độ nhạy đáp ứng yêu cầu của tiêu chuẩn quốc gia. Hệ số tương quan tuyến tính (R²) cho tất cả các chất phân tích đều vượt quá 0,999 và độ lặp lại của mẫu là thỏa đáng. |
|
Những kết quả này xác nhận rằng hệ thống sắc ký ion Wayeal được sử dụng trong phương pháp này đáp ứng các yêu cầu về phân tích định tính và định lượng các ion axetat, format, clorua, sunfat và thiocyanate trong mẫu amin nghèo, cung cấp một tài liệu tham khảo có giá trị cho việc đánh giá chất lượng dung dịch amin nghèo trong ngành công nghiệp hóa chất. |
|
