安装组合式密度和声速计，可确保对甲醇/水混 合物和甲醛/甲醇/水的混合物进行快速、可靠和 高度准确的测量，并确保交付产品的高质量。
1 甲醛：概述 甲醛（甲醛，CH2O）是一种主要的碱性化学物质。 对这种物质作为起始材料的需求与普通树脂和聚 合物的产量增加以及化学工业中各种产品的合成 密切相关。此外，它可以用作消毒剂或杀菌剂， 或是用来保存或固定组织或细胞。
虽然纯化合物在环境温度下是无色气体，具有刺 鼻气味，但市售的甲醛通常以称为福尔马林的水 溶液的形式存在，并且以高达约 50%的浓度出售。 需要添加甲醇或其他稳定剂来稳定福尔马林溶剂 （1）。在质量实验室中使用密度和声速的组合 测量不仅有助于甲醛生产商稳定地控制其工艺， 同时也支持甲醛使用者检查这种重要化学品的质 量和纯度。 目前，如果需要更准确的测量，福尔马林溶液中 的甲醛含量主要通过滴定或气相色谱法测定。气 相色谱法（GC）也可用于测定甲醇含量，但一次 测量非常耗时，需要复杂的处理。
2 甲醛生产过程 甲醛在工业上是由甲醇通过催化高温工艺生产的 （1）。图 1 显示了名为 BASF 过程的流程图，包 括密度（D）和密度与声音的组合（D+S）的测量 点。原料，甲醇/水混合物实际上标志着需要监 测的第一点。通过测量该流的密度，确定甲醇含 量。然后流通过除雾器并被加热以最终进入银床 反应器，在那里甲醇被转化为甲醛。
在最后一步 中，将流冷却并与水混合，得到甲醛浓度为 40- 55%、残留甲醇在 0.5-2.0%范围内的最终产物。 需要另一种检查测量来控制化学反应并确保定义 的产品规格。考虑到需要同时测定甲醇和甲醛的 浓度，可以在该阶段进行密度和声速的联合测量， 以计算分析物的浓度。
2.1 原料控制：水/甲醇 测量水/甲醇流体的密度并将其调整到所需浓度 是该过程中的一个重要参数。因为原料的比例控 制着反应器的温度并决定了整个反应。计算甲醇 /水混合物中的甲醇浓度是 Anton Paar 台式密度 计和过程传感器的著名应用。
密度值转换为甲醇 浓度的相应公式和表格可植入到设备里。 2.2 最终产品：甲醛/甲醇/水 吸收器顶部的加水量是影响生产过程中甲醛浓度 的关键因素。因此，必须同时测量甲醛和甲醇的 浓度。虽然基于单一测量值（例如密度）的浓度 测定仅适用于二元混合物，但密度和声速测量的结合提供了测定三元溶液的可能性：在这种情况 下，即水中甲醇和甲醛的量。
Anton Paar 为实验 室使用和过程传感器提供组合式密度计和声速密 度计，以满足特殊的测量要求。 2.3 同时测定水中甲醇和甲醛的浓度 水中甲醛浓度在福尔马林工厂中进行了组合密度
计和声速计以及滴定和气相色谱等参考方法的比 较测量。直接从工厂和储罐中取样，分析由福尔 马林工厂操作员和 QC 实验室助理进行。 3.1 测量设置：测量在 50℃下进行 3.2 测量细节 样品可以直接从生产过程中取样，并应立即使用 注射器将其注射入测量池。这一点是非常重要的， 因为样品由于甲醛浓度高和甲醇含量低而相当不 稳定。甲醛和甲醇的结果以%w/w 表示，然后直接 显示在仪器屏幕上。
甲醛和甲醇的不确定度须由客户确定，因为它们 取决于测量范围。对于该客户，在 0–10%甲醇和 30–50%甲醛的测量范围内，经验定义的不确定 度为： 甲醛为±0.1 % w/w 甲醇为±0.15 % w/w 重复性为±0.03%（95%置信水平）。 推导值的不确定度直接取决于参考测量值和/或 基本公式。
因此，以重复的方式进行测量也有利 于识别异常值。 4 结果和讨论 使用 Anton Paar 的组合密度和声速仪在客户处测 量典型的 QC 样品，并将其与滴定和 GC 的参考数 据进行比较。
表 1 总结了分别用 GC 和滴定法测量的甲醇和甲醛 的典型 QC 样品的参考数据。
表 2 总结了相同参考样品的声速和密度的测量数 据以及甲醇和甲醛的衍生浓度值：表 2 总结了相 同参考样品的声速和密度的测量数据以及甲醇和 甲醛的衍生浓度值：表 2 总结了相同参考样品的 声速和密度的测量数据以及甲醇和甲醛的衍生浓度值：
对于这个客户，创建了一个自定义的计算公式， 结果完全和参考方法的结果匹配，需要特别强调 的是密度和声速组合测量仪的精度。在进行一系 列测量后，建议进行水检查，以确保测量池清洁。
温热的蒸馏水是首选的清洁液。 4.1 Anton Paar 的浓度公式 可根据要求提供基于 2D 多项式的浓度公式，用于 测定与水的三元混合物中的甲醛和甲醇。 它们对定义的浓度范围非常特定，在 50°C 的测 量温度下，E64IA001EN-a http://www.anton-paar.com 甲醇的测量范围为 0–10%，甲醛的测量范围则为 30–50%。 客户需要对公式进行检查和评估。
如果合适，客 户不需要自己进行参考测量。在系统偏差的情况 下，客户可以很容易地修正偏移。偏差的原因通 常与基于不同测量技术（如滴定）或分析物纯度 （等级）的参考测量有关。第二种可能性是 Anton Paar 支持创建特定于客户的公式基于客户参考数据。在这里，使用 Anton Paar 的组合密度 和声速计和参考方法测量的参考样品必须同时进 行分析，因为样品的成分容易随着时间的推移而 发生变化。 在表 3 中，列出了替代方法（GC、滴定）的结果 与基于常规 Anton-Paar 公式计算值的偏差：
5 结论 密度和声速组合计提供了一种简单快速的解决方 案，可以同时测量水中甲醇和甲醛的浓度。 通过将组合密度和声速计与参考方法进行比较的 一系列测量，使用客户特定的公式，两种分析物 的 偏 差 都 可 以 达 到 <0.1%w/w 使用校正系数（“偏移”）的可能性可以补偿小 偏差。
与气相色谱法和滴定法等标准方法相比，密度和 声音的组合测量在几分钟内产生精确的结果。 与竞争性方法相比，密度和声速测量相结合是环 保的，而且不需要额外的试剂，因此成本较低。
此外，最大限度地减少了接触有害蒸汽和样品处理。 6 用过程传感器进行浓度测定 为了在线监测甲醛生产过程，可以使用过程传感 器。 安东帕密度和声音传感器的浓度公式在 50°C 至 75°C 的工艺温度范围内，甲醇浓度为 0-5%，甲 醛浓度为 30-60%。
如果在实验室的参考测量过程中出现偏差，可以 通过添加偏移量轻松地进行传感器调整。 过程传感器需要定期调整和控制，并依赖于参考 实验室测量。在实验室中使用相同的测量技术不 仅可以简化过程传感器基础公式的创建，还可以 确保快速可靠的检查。用相应的实验室仪器补充 安东帕过程传感器，最终可以改进过程调整或修改。