三羟甲基丙烷合成产物TMP及其副产物的近红外光谱在线定量模型建立方法及应用技术

本发明专利技术公开了三羟甲基丙烷合成产物TMP及其副产物的近红外光谱在线定量模型建立方法及应用。模型建立方法包括：(1)采用气相色谱

【技术实现步骤摘要】
三羟甲基丙烷合成产物TMP及其副产物的近红外光谱在线定量模型建立方法及应用


[0001]本专利技术涉及化学工艺合成
，具体涉及三羟甲基丙烷合成产物TMP及其副产物的近红外光谱在线定量模型建立方法及应用。

技术介绍

[0002]三羟甲基丙烷(TMP)是一种三元醇。三羟甲基丙烷被广泛用于生产高级醇酸树脂，并被用作汽车油漆和油墨的光固化剂。随着中国汽车和家电行业的产品质量日益提升，对高级涂料的需求也在迅速增长，同时，由于环境保护意识的提高，对光固化剂的需求也在不断增加，因此，对三羟甲基丙烷的需求量也将会显著增加。TMP作为一种具有极高应用价值的树脂扩链剂，其参与的反应能够产生各种不同的结果，因此，其在全球的市场份额非常高，甚至在过去的一段时期里，国内仍然保持着净进口的状态。自2010年以来伴随国内产能的逐步增加，不仅快速提高了自给率，摆脱了对进口货源的依赖，并且随着国内产品品质的不断提升，以及下游需求的稳步跟进，在过去三年当中三羟甲基丙烷以其良好的收益被投资者所青睐。
[0003]我国三羟甲基丙烷的生产方法主要是用康尼扎罗法，该法工艺成熟，容易掌握，不需高温、高压和特殊催化剂，但该方法总收率相对较低并且副产品比较多，副产物会影响三羟甲基丙烷的颜色，从而影响三羟甲基丙烷产品的纯度和收率。因此，需要一种方法能够在线监测三羟甲基丙烷的生产过程，从而监测生产过程中产品TMP及其副产物的含量变化，实现对TMP整个合成过程的在线监控。
[0004]近红外光谱是一种操作容易、快捷高效、又能不对样品造成损害的分析手段。它即可测定样品中化学成分的含量等又可同时给出其物理参数，分析结果与高效气相色谱与液相色谱给出的结果相差无异。用近红外光谱分析可以省去样品前处理，也不会适用任何有机溶剂，不会产生有毒废弃物，符合现在科研环境下的绿色生产。对于在线测试或现场分析，使用统计回归技术，近红外光谱可以提供实时的化学信息，用于控制化学品生产过程、溶剂回收过程、混合和提取过程。化工、石化、聚合物、制药、化妆品、食品和农业行业对产品质量改进和生产合理化的需求日益增加，导致逐渐耗时的保守分析技术(GC、HPLC、NMR、MS)和非特异性控制程序(温度、压力、pH、加样重量)急需被更具体、更环保的分析工具取代，在这方面，不同的方法振动(中红外[MIR]、近红外[NIR]和拉曼[ROMAN])光谱就开始进入科学研究视线。主要是NIR技术在过去十年中已经出现与光纤相结合，新的在线探针附件和化学计量学评估程序作为极其强大的工具用于工业质量控制和过程监控。
[0005]因此，本专利技术渴望将近红外光谱技术与三羟甲基丙烷的生产相结合，建立一种能够实时在线检测三羟甲基丙烷质量的模型。通过建立定量校正模型，快速测定工艺合成过程中三羟甲基丙烷及其副产物的含量，定量监测三羟甲基丙烷的工艺合成过程，实现对三羟甲基丙烷整个合成过程的在线监控，为三羟甲基丙烷的生产质量控制提供了实验依据，为后期近红外技术应用于三羟甲基丙烷等多元醇领域工业化提供参考。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种三羟基丙烷合成产物TMP及其副产物的近红外光谱在线定量模型的建立方法。
[0007]本专利技术的另一目的是提供一种三羟基丙烷合成产物TMP及其副产物的近红外光谱在线定量模型在三羟甲基丙烷钙法合成过程中产物的质量控制中的应用。
[0008]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0009]本专利技术所述的一种三羟基丙烷合成产物TMP及其副产物的近红外光谱在线定量模型的建立方法，包括：(1)采用气相色谱
‑
质谱联用和红外光谱确定钙法合成三羟基丙烷中最终产物TMP及其副产物；(2)采用气相色谱法对TMP及其副产物进行定量分析，测定浓度；(3)采用近红外光谱法对TMP及其副产物进行光谱采集分析，收集光谱信息；(4)TMP及其副产物的定量模型的建立：采用TQ Analyst软件对TMP及其副产物光谱信息进行预处理，采用TQ Analyst中的Spectrum Outlier选项中光谱的马氏距离来剔除异常点，剔除近红外光谱样本中的异常样本；将气相色谱法所测定浓度和近红外光谱法所采集光谱数据联用，建立数据库，采用偏最小二乘法建立TMP及其副产物的定量模型。
[0010]本专利技术所述所述副产物为：2
‑
乙基丙烯醛、2
‑
乙基
‑2‑
己烯醛、2
‑
乙基
‑
1，3
‑
己二醇。
[0011]本专利技术所述步骤(1)采用安捷伦8860 5977b气相
‑
质谱联用分析；所述气相
‑
质谱联用检测方法为：色谱柱：DB
‑
5MS；柱温初始40℃保持5min，速率1℃/min升至70℃保持1min，速率3℃/min升至160℃保持1min，速率5℃/min升至270℃保持6min；进样口温度:280℃；分流比20:1。
[0012]所述红外光谱为采用AntarisII型傅里叶近红外光谱仪的扫描鉴定，光谱条件为：分辨率8cm
–1，扫描次数64，光谱扫描范围4000～10000cm
–1。
[0013]本专利技术步骤(2)所述气相色谱法定量分析的具体步骤包括：
①
内标溶液的制备：精密称取1,6
‑
己二醇适量，加乙醇溶解，配制成11.57mg/mL的内标液，低温保存备用；
②
对照品溶液的制备：精密称取三羟甲基丙烷对照品适量，加乙醇溶解，制成12.24mg/mL的三羟甲基丙烷对照品溶液，低温保存备用；
③
混合对照品溶液的制备：分别精密称取2
‑
乙基丙烯醛、2
‑
乙基
‑2‑
己烯醛、2
‑
乙基
‑
1,3
‑
己二醇、内标物1,6
‑
己二醇、三羟甲基丙烷对照品适量，加乙醇溶解，配制成质量浓度分别为0.43、1.02、2.42、2.69、12.24mg/mL的混合对照品溶液，低温保存备用；
④
供试品溶液的制备：取样品适量，加无水乙醇稀释，加入无水硫酸钠除去水分，离心即得，低温保存备用；
⑤
采用气相色谱法进行测定，气相色谱条件参数为：检测仪器：Agilent 7890B氢火焰离子化检测器；进样量：0.3μL；加热器：270℃；分流比为30:1，分流流量为6mL/min；色谱柱：DB
‑
1701(
‑
20℃～280℃；30m
×
250μm
×
0.25μm)；流量：0.2mL/min；压力：2.7033psi；温度初始值40℃保持5min，v1＝1℃/min升至70℃保持1min，v2＝3℃/min升至160℃保持1min，v2＝5℃/min升至270℃保持6min。
[0014]本专利技术所述样品与无水乙醇的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三羟基丙烷合成产物TMP及其副产物的近红外光谱在线定量模型的建立方法，其特征在于，包括：(1)采用气相色谱
‑
质谱联用和红外光谱确定钙法合成三羟基丙烷中最终产物TMP及其副产物；(2)采用气相色谱法对TMP及其副产物进行定量分析，测定浓度；(3)采用近红外光谱法对TMP及其副产物进行光谱采集分析，收集光谱信息；(4)TMP及其副产物的定量模型的建立：采用TQ Analyst软件对TMP及其副产物光谱信息进行预处理，采用TQ Analyst中的Spectrum Outlier选项中光谱的马氏距离来剔除异常点，剔除近红外光谱样本中的异常样本；将气相色谱法所测定浓度和近红外光谱法所采集光谱数据联用，建立数据库，采用偏最小二乘法建立TMP及其副产物的定量模型。2.根据权利要求1所述的三羟基丙烷合成产物TMP及其副产物的近红外光谱在线定量模型的建立方法，其特征在于，所述副产物为：2
‑
乙基丙烯醛、2
‑
乙基
‑2‑
己烯醛、2
‑
乙基
‑
1，3
‑
己二醇。3.根据权利要求1所述的三羟基丙烷合成产物TMP及其副产物的近红外光谱在线定量模型的建立方法，其特征在于，步骤(1)采用安捷伦8860 5977b气相
‑
质谱联用分析；所述气相
‑
质谱联用检测方法为：色谱柱：DB
‑
5MS；柱温初始40℃保持5min，速率1℃/min升至70℃保持1min，速率3℃/min升至160℃保持1min，速率5℃/min升至270℃保持6min；进样口温度:280℃；分流比20:1。4.根据权利要求1所述的三羟基丙烷合成产物TMP及其副产物的近红外光谱在线定量模型的建立方法，其特征在于，步骤(2)所述气相色谱法定量分析的具体步骤包括：
①
内标溶液的制备：精密称取1,6
‑
己二醇适量，加乙醇溶解，配制成11.57mg/mL的内标液，低温保存备用；
②
对照品溶液的制备：精密称取三羟甲基丙烷对照品适量，加乙醇溶解，制成12.24mg/mL的三羟甲基丙烷对照品溶液，低温保存备用；
③
混合对照品溶液的制备：分别精密称取2
‑
乙基丙烯醛、2
‑
乙基
‑2‑
己烯醛、2
‑
乙基
‑
1,3
‑
己二醇、内标物1,6
‑
己二醇、三羟甲基丙烷对照品适量，加乙醇溶解，配制成质量浓度分别为0.43、1.02、2.42、2.69、12.24mg/mL的混合对照品溶液，低温保存备用；
④
供试品溶液的制备：取样品适量，加无水乙醇稀释，加入...

【专利技术属性】
技术研发人员：全宏冬，伍庆，杨秀国，苏奇意，叶陆仟，李鸿雁，李权，周椿杰，窦亚军，戴建，李小鹤，
申请(专利权)人：赤峰瑞阳化工有限公司，
类型：发明
国别省市：