Caratterizzazione composta azoto nei combustibili mediante cromatografia multidimensionale dei gas

Sommario

Qui, presentiamo un metodo che utilizza la cromatografia bidimensionale dei gas e il rilevamento della chemiluminescenza dell'azoto (GCxGC-NCD) per caratterizzare ampiamente le diverse classi di composti contenenti azoto nei combustibili diesel e a getto.

Abstract

Alcuni composti contenenti azoto possono contribuire all'instabilità del combustibile durante lo stoccaggio. Quindi, il rilevamento e la caratterizzazione di questi composti è fondamentale. Ci sono sfide significative da superare quando si misurano i composti traccia in una matrice complessa come i carburanti. Le interferenze di base e gli effetti della matrice possono creare limitazioni alla strumentazione analitica di routine, come GC-MS. Al fine di facilitare misurazioni specifiche e quantitative dei composti traccia dell'azoto nei combustibili, un rivelatore specifico dell'azoto è l'ideale. In questo metodo, un rilevatore di chemiluminescenza di azoto (NCD) viene utilizzato per rilevare composti di azoto nei combustibili. L'NCD utilizza una reazione specifica dell'azoto che non coinvolge lo sfondo di idrocarburi. La cromatografia a gas bidimensionale (GCxGC) è una potente tecnica di caratterizzazione in quanto fornisce capacità di separazione superiori ai metodi di cromatografia a gas unidimensionali. Quando GCxGC è accoppiato con un NCD, i composti problematici di azoto presenti nei combustibili possono essere ampiamente caratterizzati senza interferenze di fondo. Il metodo presentato in questo manoscritto descrive in dettaglio il processo di misurazione di diverse classi composte contenenti azoto in combustibili con poca preparazione del campione. Nel complesso, questo metodo GCxGC-NCD ha dimostrato di essere uno strumento prezioso per migliorare la comprensione della composizione chimica dei composti contenenti azoto nei combustibili e il loro impatto sulla stabilità del combustibile. La percentuale RSD per questo metodo è <5% per intraday e <10% per le analisi intergiornaliere; il LOD è 1,7 ppm e il LOQ è 5,5 ppm.

Introduzione

Prima dell'uso, i combustibili vengono sottoposti a test di qualità e di specificazione approfonditi da parte delle raffinerie per verificare che il combustibile che producono non fallisca o causi problemi alle apparecchiature una volta divulgato. Questi test di specifica includono la verifica del flash point, il punto di congelamento, la stabilità di archiviazione e molti altri. I test di stabilità di stoccaggio sono importanti in quanto determinano se i combustibili hanno la tendenza a subire una degradazione durante lo stoccaggio, con conseguente formazione di gengive o particolati. Ci sono state incidenze in passato quando i carburanti diesel F-76 hanno fallito du....

Protocollo

AVVISO: Si prega di consultare le schede tecniche di sicurezza pertinenti (SDS) di tutti i composti prima dell'uso. Si raccomandano pratiche di sicurezza adeguate. Tutto il lavoro deve essere eseguito indossando attrezzature protettive personali come guanti, occhiali di sicurezza, camice da laboratorio, pantaloni lunghi e scarpe chiuse. Tutti i preparati standard e campione devono essere fatti in un cofano ventilato.

1. Preparazione delle norme

1. Preparare una soluzione di 5.000 mg/kg (ppm) di carbazole (standard di calibrazione, minimo 98% purezza) posizionando 0,050 g in una fiala e portare la massa totale di ogni soluzione a 10.0....

Risultati

Il composto contenente azoto, il carbazole, è stato utilizzato in questo metodo come standard di calibrazione. Carbazole si eluie a circa 33 min dalla colonna primaria e a 2 s dalla colonna secondaria. Questi tempi di eluizione variano leggermente a seconda della lunghezza esatta della colonna e della strumentazione. Al fine di ottenere una curva di calibrazione adeguata e, successivamente, una buona quantificazione dei composti di azoto all'interno di un campione, i picchi di calibrazion.......

Discussione

Lo scopo di questo metodo è quello di fornire informazioni dettagliate sul contenuto di azoto dei combustibili diesel e a getto senza un'ampia preparazione del campione, come le estrazioni liquide. Ciò si ottiene associando un sistema GC bidimensionale (GCxGC) a un rilevatore specifico per l'azoto (rilevatore di chemiluminescenza dell'azoto, NCD). Il GCxGC fornisce una significativa separazione dei composti rispetto al GC unidimensionale tradizionale. Il NCD fornisce il rilevamento del composto di azoto traccia senza int.......

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
10 µ Siringa a L	Agilent		serie oro
180 µ m x 0,18 µ m Colonna secondaria	Restek	Rxi-1MS	, legame incrociato dimetilpolisilossano
250 &; m x 0,25 µ m Colonna primaria	Restek	Rxi-17SilMS	di fase a polarità media
Vassoio e torre dell'autocampionatore	Agilent	7963A
Carbazole	Sigma	C5132	98%
dietilanilina	Aldrich	185898	≥ 99%
dimetilindolo	Aldrich	D166006	97%
Duel Loop modulatore termico	Zoex Corporation	ZX-1
Ethylcarbazole	Aldrich	E16600	97%
Gas cromatografo	Agilent	7890B
GC fiale	Restek	21142
GCImage Software, versione 2.6	Zoex Corporation
Indole	Aldrich	13408	≥ 99%
alcol	isopropilicoFisher Scientific	A461-500	Purezza 99,9%
Metilanilina	Aldrich	236233	≥ 99%
Metilchinolina	Aldrich	382493	99%
Rivelatore di chemiluminescenza di azoto	Agilent	8255
Piridina	Sigma-Aldrich	270970	anidra, 99,8%
Chinolina	Aldrich	241571	98%
Trimetilammina	Sigma-Aldrich	243205	anidro, ≥ 99%

Colonna di fase non polare colonna