安裝組合式密度和聲速計，可確定對甲醇/水混 合物和甲醛/甲醇/水的混合物進行快速、可靠和 高度準确的測量，并確定傳遞産品的高品質。
1 甲醛：概述 甲醛（甲醛，CH2O）是一種主要的堿性化學物質。 對這種物質作為起始材料的需求與普通樹脂和聚 合物的産量增加以及化學工業中各種産品的合成 密切相關。此外，它可以用作消毒劑或殺菌劑， 或是用來儲存或固定組織或細胞。
雖然純化合物在環境溫度下是無色氣體，具有刺 鼻氣味，但市售的甲醛通常以稱為福爾馬林的水 溶液的形式存在，并且以高達約 50%的濃度出售。 需要添加甲醇或其他穩定劑來穩定福爾馬林溶劑 （1）。在品質實驗室中使用密度和聲速的組合 測量不僅有助于甲醛生産商穩定地控制其工藝， 同時也支援甲醛使用者檢查這種重要化學品的質 量和純度。 目前，如果需要更準确的測量，福爾馬林溶液中 的甲醛含量主要通過滴定或氣相色譜法測定。氣 相色譜法（GC）也可用于測定甲醇含量，但一次 測量非常耗時，需要複雜的處理。
2 甲醛生産過程 甲醛在工業上是由甲醇通過催化高溫工藝生産的 （1）。圖 1 顯示了名為 BASF 過程的流程圖，包 括密度（D）和密度與聲音的組合（D+S）的測量 點。原料，甲醇/水混合物實際上标志着需要監 測的第一點。通過測量該流的密度，确定甲醇含 量。然後流通過除霧器并被加熱以最終進入銀床 反應器，在那裡甲醇被轉化為甲醛。
在最後一步 中，将流冷卻并與水混合，得到甲醛濃度為 40- 55%、殘留甲醇在 0.5-2.0%範圍内的最終産物。 需要另一種檢查測量來控制化學反應并確定定義 的産品規格。考慮到需要同時測定甲醇和甲醛的 濃度，可以在該階段進行密度和聲速的聯合測量， 以計算分析物的濃度。
2.1 原料控制：水/甲醇 測量水/甲醇流體的密度并将其調整到所需濃度 是該過程中的一個重要參數。因為原料的比例控 制着反應器的溫度并決定了整個反應。計算甲醇 /水混合物中的甲醇濃度是 Anton Paar 台式密度 計和過程傳感器的著名應用。
密度值轉換為甲醇 濃度的相應公式和表格可植入到裝置裡。 2.2 最終産品：甲醛/甲醇/水 吸收器頂部的加水量是影響生産過程中甲醛濃度 的關鍵因素。是以，必須同時測量甲醛和甲醇的 濃度。雖然基于單一測量值（例如密度）的濃度 測定僅适用于二進制混合物，但密度和聲速測量的結合提供了測定三元溶液的可能性：在這種情況 下，即水中甲醇和甲醛的量。
Anton Paar 為實驗 室使用和過程傳感器提供組合式密度計和聲速密 度計，以滿足特殊的測量要求。 2.3 同時測定水中甲醇和甲醛的濃度 水中甲醛濃度在福爾馬林工廠中進行了組合密度
計和聲速計以及滴定和氣相色譜等參考方法的比 較測量。直接從工廠和儲罐中取樣，分析由福爾 馬林工廠操作員和 QC 實驗室助理進行。 3.1 測量設定：測量在 50℃下進行 3.2 測量細節 樣品可以直接從生産過程中取樣，并應立即使用 注射器将其注射入測量池。這一點是非常重要的， 因為樣品由于甲醛濃度高和甲醇含量低而相當不 穩定。甲醛和甲醇的結果以%w/w 表示，然後直接 顯示在儀器螢幕上。
甲醛和甲醇的不确定度須由客戶确定，因為它們 取決于測量範圍。對于該客戶，在 0–10%甲醇和 30–50%甲醛的測量範圍内，經驗定義的不确定 度為： 甲醛為±0.1 % w/w 甲醇為±0.15 % w/w 重複性為±0.03%（95%置信水準）。 推導值的不确定度直接取決于參考測量值和/或 基本公式。
是以，以重複的方式進行測量也有利 于識别異常值。 4 結果和讨論 使用 Anton Paar 的組合密度和聲速儀在客戶處測 量典型的 QC 樣品，并将其與滴定和 GC 的參考數 據進行比較。
表 1 總結了分别用 GC 和滴定法測量的甲醇和甲醛 的典型 QC 樣品的參考資料。
表 2 總結了相同參考樣品的聲速和密度的測量數 據以及甲醇和甲醛的衍生濃度值：表 2 總結了相 同參考樣品的聲速和密度的測量資料以及甲醇和 甲醛的衍生濃度值：表 2 總結了相同參考樣品的 聲速和密度的測量資料以及甲醇和甲醛的衍生濃度值：
對于這個客戶，建立了一個自定義的計算公式， 結果完全和參考方法的結果比對，需要特别強調 的是密度和聲速組合測量儀的精度。在進行一系 列測量後，建議進行水檢查，以確定測量池清潔。
溫熱的蒸餾水是首選的清潔液。 4.1 Anton Paar 的濃度公式 可根據要求提供基于 2D 多項式的濃度公式，用于 測定與水的三元混合物中的甲醛和甲醇。 它們對定義的濃度範圍非常特定，在 50°C 的測 量溫度下，E64IA001EN-a http://www.anton-paar.com 甲醇的測量範圍為 0–10%，甲醛的測量範圍則為 30–50%。 客戶需要對公式進行檢查和評估。
如果合适，客 戶不需要自己進行參考測量。在系統偏差的情況 下，客戶可以很容易地修正偏移。偏差的原因通 常與基于不同測量技術（如滴定）或分析物純度 （等級）的參考測量有關。第二種可能性是 Anton Paar 支援建立特定于客戶的公式基于客戶參考資料。在這裡，使用 Anton Paar 的組合密度 和聲速計和參考方法測量的參考樣品必須同時進 行分析，因為樣品的成分容易随着時間的推移而 發生變化。 在表 3 中，列出了替代方法（GC、滴定）的結果 與基于正常 Anton-Paar 公式計算值的偏差：
5 結論 密度和聲速組合計提供了一種簡單快速的解決方 案，可以同時測量水中甲醇和甲醛的濃度。 通過将組合密度和聲速計與參考方法進行比較的 一系列測量，使用客戶特定的公式，兩種分析物 的 偏 差 都 可 以 達 到 <0.1%w/w 使用校正系數（“偏移”）的可能性可以補償小 偏差。
與氣相色譜法和滴定法等标準方法相比，密度和 聲音的組合測量在幾分鐘内産生精确的結果。 與競争性方法相比，密度和聲速測量相結合是環 保的，而且不需要額外的試劑，是以成本較低。
此外，最大限度地減少了接觸有害蒸汽和樣品處理。 6 用過程傳感器進行濃度測定 為了線上監測甲醛生産過程，可以使用過程傳感 器。 安東帕密度和聲音傳感器的濃度公式在 50°C 至 75°C 的工藝溫度範圍内，甲醇濃度為 0-5%，甲 醛濃度為 30-60%。
如果在實驗室的參考測量過程中出現偏差，可以 通過添加偏移量輕松地進行傳感器調整。 過程傳感器需要定期調整和控制，并依賴于參考 實驗室測量。在實驗室中使用相同的測量技術不 僅可以簡化過程傳感器基礎公式的建立，還可以 確定快速可靠的檢查。用相應的實驗室儀器補充 安東帕過程傳感器，最終可以改進過程調整或修改。