艾純金，彭 慧，孟令坤，汪冬冬

(1.中國石油蘭州化工研究中心，甘肅 蘭州 730060；2.中國石油蘭州石化公司 自動(dòng)化研究院，甘肅 蘭州 730060)

乳聚丁苯橡膠裝置分聚合和凝聚兩大工序[1-2]，聚合段是丁二烯、苯乙烯在乳化后發(fā)生自由基共聚制得膠乳，凝聚工序是將膠乳加入防老劑、高分子凝聚劑等進(jìn)行分離脫水，該工序產(chǎn)生大量凝聚水，凝聚水中含有聚合工序的乳化劑和凝聚工序的凝聚劑、防老劑等組分，未經(jīng)處理的凝聚水化學(xué)需氧量(COD)達(dá)3 000以上；防老劑具有強(qiáng)效抗臭氧和抗氧化特性[3-4]，被認(rèn)為是丁苯裝置凝聚水COD的主要貢獻(xiàn)因素。系統(tǒng)研究了丁苯裝置凝聚水中各組分對COD的貢獻(xiàn)率，確定了丁苯橡膠SBR1500E中使用的防老劑EPPD和SBR1502E中使用的防老劑SP/TNP對COD的具體貢獻(xiàn)值。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原料

歧化松香酸鉀(RS)：工業(yè)品，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.8%的水溶液；飽和脂肪酸鉀(FA)：工業(yè)品，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17.1%的水溶液；高分子凝聚劑(PC)：工業(yè)品，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.09%的水溶液；三烷基氯化銨(TAC)：工業(yè)品，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28.5%的水溶液；EPPD：工業(yè)品，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27.45%的乳液；SP/TNP：工業(yè)品，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33.24%的乳液。以上助劑取自中國石油蘭州石化公司合成橡膠工業(yè)裝置。

1.2 儀器設(shè)備

250 mL容量瓶、2 500 W電磁加熱爐、冷凝管等均為蘭州鯤鵬石化設(shè)備公司生產(chǎn)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

準(zhǔn)確稱量各助劑加入容量瓶中定容至250 mL，配制成不同濃度的助劑水溶液，取樣分析其COD值，建立C-COD曲線，根據(jù)計(jì)算確定各組分對COD的貢獻(xiàn)率；實(shí)測生產(chǎn)線取得的凝聚水中的防老劑含量、COD值，并對計(jì)算值和實(shí)測值進(jìn)行比對。

1.4 分析測試

樣品的COD按照GB 11914—89《水質(zhì) 化學(xué)需氧量的測定 重鉻酸鹽法》測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 凝聚水中各組分濃度與COD的關(guān)系

2.1.1 歧化松香酸鉀的C-COD曲線

準(zhǔn)確稱量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.80%的歧化松香酸鉀配制成70、150、740、1 480、2 960 μg/mL的水溶液，分別測試各濃度下水樣的COD值，做出歧化松香酸鉀水溶液的C-COD曲線，如圖1所示。

由圖1可見，COD和歧化松香酸鉀質(zhì)量濃度之間的線性擬合關(guān)系良好，擬合度達(dá)99.95%，線性關(guān)系式為y1=2.58x1。

C(RS)/(μg·mL-1)圖1 歧化松香酸鉀水溶液的C-COD曲線

2.1.2 飽和脂肪酸鉀的C-COD曲線

準(zhǔn)確稱量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17.10%的脂肪酸鉀配制成80、170、850、1 710、3 420 μg/mL的水溶液，分別測試各濃度下水樣的COD值，做出脂肪酸鉀水溶液的C-COD曲線，如圖2所示。

C(FA)/(μg·mL-1)圖2 脂肪酸鉀水溶液的C-COD曲線

由圖2可見，COD和脂肪酸鉀質(zhì)量濃度之間的線性擬合關(guān)系良好，擬合度達(dá)99.99%，線性關(guān)系式為y2=2.40x2。

2.1.3 高分子凝聚劑的C-COD曲線

準(zhǔn)確稱量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.09%的高分子凝聚劑配制成50、101、508、1 021、2 020 μg/mL的水溶液，分別測試各濃度下水樣的COD值，做出高分子凝聚劑水溶液的C-COD曲線，如圖3所示。

C(PC)/(μg·mL-1)圖3 高分子凝聚劑水溶液的C-COD曲線

由圖3可見，COD和高分子凝聚劑質(zhì)量濃度之間的線性擬合關(guān)系較好，擬合度達(dá)90.97%，線性關(guān)系式為y3=2.05x3。

2.1.4 三烷基氯化銨的C-COD曲線

準(zhǔn)確稱量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.09%的三烷基氯化銨配制成15、31、153、318、615 μg/mL的水溶液，分別測試各濃度下水樣的COD值，做出三烷基水溶液的C-COD曲線，如圖4所示。

C(TAC)/(μg·mL-1)圖4 三烷基水溶液的C-COD曲線

由圖4可見，COD和三烷基劑質(zhì)量濃度之間的線性擬合關(guān)系較好，擬合度達(dá)97.18%，線性關(guān)系式為y4=8.05x4。

2.1.5 環(huán)保型防老劑EPPD的C-COD曲線

準(zhǔn)確稱量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27.45%的EPPD乳液配制成130、270、1 370、2 750、5 490 μg/mL的水溶液，分別測試各濃度下水樣的COD值，做出EPPD防老劑水溶液的C-COD曲線，如圖5所示。

C(EPPD)/(μg·mL-1)圖5 防老劑EPPD水溶液的C-COD曲線

由圖5可見，COD和EPPD質(zhì)量濃度之間的線性擬合關(guān)系良好，擬合度達(dá)99.58%，線性關(guān)系式為y5=3.12x5。

2.1.6 環(huán)保型防老劑SP/TNP的C-COD曲線

準(zhǔn)確稱量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33.24%的SP/TNP乳液配制成70、340、1 660、3 330、6 670 μg/mL的水溶液，分別測試各濃度下水樣的COD值，做出防老劑水溶液的C-COD曲線，如圖6所示。

C(EPPD)/(μg·mL-1)圖6 防老劑SP/TNP水溶液的C-COD曲線

由圖6可見，COD和SP/TNP質(zhì)量濃度之間的線性擬合關(guān)系良好，擬合度達(dá)99.98%，線性關(guān)系式為y6=2.83x6。

2.2 各組分對凝聚水COD的貢獻(xiàn)率

2.2.1 SBR1500E凝聚水中各組分對COD的貢獻(xiàn)率

根據(jù)所求得的凝聚水中各組分濃度對COD的擬合曲線及線性關(guān)系式，設(shè)SBR1500E凝聚水中各組分的質(zhì)量濃度相同，均為10 μg/mL，在此情況下計(jì)算各組分產(chǎn)生的COD占總COD的百分含量，稱其為對COD的貢獻(xiàn)率，具體結(jié)果如表1所示。

表1 SBR1500E凝聚水各組分對COD的貢獻(xiàn)率

從表1可以看出，三烷基氯化銨對COD貢獻(xiàn)率較大，其余各組分的貢獻(xiàn)率基本相當(dāng)。EPPD的貢獻(xiàn)率為17.1%，采用HPLC法[5-6]分析SBR1500E凝聚水中EPPD質(zhì)量濃度為0.55 μg/mL，實(shí)測該水樣總COD為785，由EPPD所貢獻(xiàn)的COD值僅為1.72。

2.2.2 SBR1502E凝聚水中各組分對COD的貢獻(xiàn)率

計(jì)算方法同2.2.1，SBR1502E凝聚水中各組分對COD的貢獻(xiàn)率結(jié)果如表2所示。

表2 SBR1502E凝聚水各組分對COD的貢獻(xiàn)率

從表2可以看出，三烷基氯化銨也是SBR1502E凝聚水COD的主要貢獻(xiàn)因素，其余各組分的貢獻(xiàn)率基本相當(dāng)。防老劑SP/TNP的貢獻(xiàn)率為15.8%，采用HPLC法[5-6]分析SBR 1502E凝聚水中SP/TNP質(zhì)量濃度為0.75 μg/mL左右，實(shí)測該水樣總COD為773，由SP/TNP所貢獻(xiàn)的COD值僅為2.12。

3 結(jié) 論

(1) 各組分對COD貢獻(xiàn)率由大到小依次為三烷基氯化銨、防老劑EPPD、防老劑SP/TNP、歧化松香酸鉀、飽和脂肪酸鉀、高分子凝聚劑。

(2) 殘留防老劑EPPD質(zhì)量濃度為0.55 μg/mL，實(shí)測總COD為785，由EPPD所貢獻(xiàn)的COD值為1.72；實(shí)測殘留防老劑SP/TNP含量為0.75 μg/mL左右，實(shí)測總COD為773，由SP/TNP所貢獻(xiàn)的COD值為2.12。

(3) 防老劑不是丁苯橡膠裝置凝聚水COD的主要貢獻(xiàn)因素。

參 考 文 獻(xiàn)：

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