尿素水解制氨反应液中缩二脲含量测定

3.3.3尿素水解液稀释倍数实验

尿素水解液中缩二脲浓度未知，为使其浓度在合适的测量范围内，需要对水解液稀释倍数进行初步实验。取7个100 mL容量瓶，依次加入尿素水解液0.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00、12.00 mL，加水稀释，再依次加入20.0 mL酒石酸钾钠碱性溶液和20.0 mL硫酸铜溶液，蒸馏水定容后摇匀，将各容量瓶放置在30℃水浴中加热20 min。在波长550nm 处，用3cm 比色皿，以缩二脲含量为零的比色溶液作参比，在752N 型分光光度计上测得各比色溶液的吸光度。

表2 尿素水解液稀释倍数吸光度测定

根据以上数据可知，测定尿素水解液中缩二脲含量适宜的取样体积为8.00mL。

3.3.4加热脱氨条件选择[3]

移液管移取5个试样，各8.00mL，稀释至100mL，加入250mL烧杯中，置于电炉上加热浓缩驱除氨气，根据加热浓缩体积不同，同绘制标准曲线方法，分别测定吸光度，结果见表3。

表3 尿素水解液加热浓缩条件实验

由上表可知，随浓缩体积减少，水解液中尿素浓度增大，可能会有新的缩二脲生成，对测定结果产生影响，比较表中数据可知，40mL为适宜的加热浓缩体积。

3.3.5 对比实验

根据测定结果可知，尿素水解液中缩二脲含量为54.6mg，取样量为8.00mL，则尿素水解液中缩二脲浓度为6.82g/L。取尿素水解液8 mL，稀释至100 mL，另外配制与尿素水解液含相同浓度的缩二脲(54.6mg，27.30mL标准溶液)和原料尿素(2.92g，缩二脲质量百分含量为1.2%)溶液两份，各100mL，编号为1和2，其中2号溶液加入浓氨水1.00 mL。

将上述三份样品均用电炉加热浓缩至40mL，待溶液冷却后，转入100 mL容量瓶中，依次加入20.0 mL 酒石酸钾钠碱性溶液和20.0 mL硫酸铜溶液，同绘制标准曲线吸光度测定方法，各测定6次，取平均值，结果如下表：

表4 尿素水解液和模拟溶液缩二脲含量对比

根据缩二脲标准曲线可知，8.00mL水解液中缩二脲含量为55.1mg;溶液1中缩二脲含量为89.6mg，减去原料尿素中缩二脲的量35.0mg(2.92g×1.2%)，实际加入的缩二脲量为54.6mg;溶液2中缩二脲含量为89.0mg，减去原料尿素中缩二脲的量35.0mg(2.92g×1.2%)，实际加入质量为54.0mg。

由此可知，利用加热脱氨的方法排除溶液中氨对缩二脲含量测定干扰，方法可行，当溶液体积浓缩至40mL时，体系中几乎没有新的缩二脲生成。

3.3.6回收率实验

用移液管移取6份等量尿素水解液，加入100mL容量瓶中，分别加入不同量的缩二脲标液，加蒸馏水稀释至刻度线后，倒入250mL烧杯中，于电热炉上加热浓缩排除氨气，待溶液体积减少到约40mL左右时，停止蒸发，冷却后移入100mL容量瓶中，依次加入20.0 mL 酒石酸钾钠碱性溶液和20.0 mL硫酸铜溶液，同绘制标准曲线吸光度测定方法，测定缩二脲标准加入回收率，结果见下表：

表5 尿素水解液加标回收率实验

由表5可知，对于缩二脲含量较低的样品(5mg)，回收率偏差较大，缩二脲含量较高的样品(25mg，编号6)，回收率偏差较小，整个实验中加标回收率为98-106%之间，考虑实验测量误差因素，采用加热除氨测定水解液中缩二脲含量具有较高的准确率。

4.结论

(1)本实验利用分光光度法，通过加热浓缩，排除尿素水解制氨反应液中溶解氨对测定的干扰，测得尿素水解制氨某工况下，水解液中缩二脲含量为6.82g/L。

(2)尿素水解制氨中试实验单次尿素耗量约为75.0Kg，水解反应器容积为0.21m3，实验结束后，水解液体积约占水解反应器容积一半，即0.105 m3，根据原料尿素中测得的缩二脲质量百分含量(1.2%)，假设水解过程中不发生尿素和缩二脲的相互转化，可以计算出实验结束后，水解反应液中缩二脲理论浓度约为8.57g/L。

通过分光光度法实际测得缩二脲浓度略低于上述值(6.82g/L)，由此可知，在尿素水解制氨反应过程中，随尿素溶液不断泵入水解反应器，反应液中缩二脲浓度会逐渐升高。当尿素水解反应器进行排污时，需要考虑较高浓度的缩二脲排放到环境中所造成的影响，制定合理的处理方案。

(来源：微信公众号“清洁高效燃煤发电”ID：redianjishu)

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