מילת מפתח

בֶּנזִין; תוספים; אנילין; כרומטוגרפיה של גז;

1. הקדמה בשל הגבלת אנרגיית הנפט המקומית וטכנולוגיית הזיקוק, מוצרי הנפט המיוצרים על ידי בתי הזיקוק הרגילים בשוק נמצאים במחסור, מה שגורם למספר רב של מוצרי נפט מעורבים להציף את השוק. בנזין רגיל מעורבב בעיקר עם נפטא ארומטי מעורב (שמן קל) כחומרי גלם. עם זאת, ברקע של מחירי חומרי גלם גבוהים ומקסום רווחים, תרכובות אנילין משמשות לרוב כתוספי בנזין לא שגרתיים. על מנת להפוך את מדד האיכות של בנזין עם תוספים כאלה לעמוד בתקן הבנזין הלאומי לרכב, למשל, הוספת 1% (חלק מסה) N-methylaniline יכולה להגדיל את מספר האוקטן ב-2-4 יחידות [1]. עם זאת, לתוספי אנילין יש סכנות פוטנציאליות לניידות ולבטיחות של כלי רכב, ו-N-methylanilines הם תרכובות המכילות חנקן, אשר יובילו לעלייה בתכולת תחמוצות החנקן בפליטת רכב, מה שיגרום להשפעות מזיקות על הסביבה האטמוספרית ובריאות האדם. . המרכיבים העיקריים של תוספי אנילין כוללים אנילין, N-methylaniline, o-methylaniline, p-methylaniline, m-methylaniline ו-N, n-dimethylaniline. נכון לעכשיו, השיטות הנפוצות לזיהוי תרכובות מתילאנילין כוללות ספקטרופוטומטריה של נפתלין דיאתילאמין, זיהוי כימי-אור כימי-אורניזציה של גז כרומטוגרפיה, כרומטוגרפיה נוזלית בביצועים גבוהים וכו' [2-4]. הספקטרופוטומטריה המסורתית של נפתלין דיאתילאמין מפריעה לתוצאות הקביעה עקב התרחשות תגובת לוואי, ושיטת ה-HPLC מושפעת בהכרח מההפרעות של מטריצת הבנזין.

שיטת זיהוי כימי-הארה של כרומטוגרף גז-חנקן דורשת הכנה של גלאי כימי-אור חנקן יקר שיכול לזהות חנקן באופן סלקטיבי. התקן הלאומי שנוסח לאחרונה (עדיין לא פורסם) "כרומטוגרפיית גז לקביעת תרכובות חמצן ותרכובות אנילין בבנזין" מתאר גם שיטת ניתוח באמצעות מתג Deans על שתי עמודות קוטביות מנוגדות באמצעות גלאי להבת יוני המימן הנפוץ והזול יחסית. לשיטה זו, ThermoFisher Scientific פרסמה מאמר Application (Application Notes C GC-50). כפשטנות, מאמר זה מציג שיטת עמודה בודדת מהירה יותר המבוססת על התקן המקומי DB37/T-2650 שהונפק על ידי מחוז שאנדונג ב-2015 [5]. התוצאות מראות ששיטה זו פשוטה לתפעול, עם יכולת חזרה טובה ודיוק גבוה. במקביל, השיטה עברה אופטימיזציה כדי לפתור את בעיית ההפרעות של כימות אנילין על ידי הרכב מטריצת הבנזין.

2. סקירה של עיקרון השיטה על עמודת פוליאתילן גליקול קוטבית (PEG) הופרדו תרכובות אנילין בבנזין לרכב ממטריצת הבנזין, והאצטופנון שימש כתקן פנימי. תכולת האנילין, N-methylaniline, o-methylaniline, p-methylaniline, m-toluidine ו-N, n-dimethylaniline בבנזין רכב נקבעה על ידי כרומטוגרף גז מצויד בגלאי יינון להבה (FID), והריכוז של כל רכיב היה מחושב לפי תקן פנימי.

3. מכשירים

3.1 Trace 1300E כרומטוגרף גז עם כניסת shunt/non-shunt,

מדגם AS1310 אוטומטי, גלאי יינון להבה (FID);

3.2 תוכנת זיקית

3.3 מזרק מיקרו: קיבולת היא 10uL.

4. ריאגנטים וחומרים

עמודה 4.1: עמוד קוטבי, TG-Wax, אורך עמודה 60 מ',

קוטר פנימי 0.25 מ"מ, עובי שכבת נוזל 0.25 מיקרומטר

4.2 אלא אם צוין אחרת, הריאגנטים המשמשים בשיטה זו הינם טהורים מבחינה אנליטית ומותרים

השתמש בריאגנטים אחרים בעלי טוהר גבוה יותר.

ריאגנטים המשמשים למטרות איכותיות וכמותיות, כולל אנילין (Ca #62-53-3), N-

מתילאנילין (CAS#100-61-8), o-methylaniline (CAS#95-53-4),

P-methylaniline (CAS#106-49-0), m-methylaniline (CAS#188-44-)

1) ו-N, n-dimethylaniline (CAS#121-69-7), התקן הפנימי היה פנילן

קטון (CASA #96-86-2).

5. שיטות ניסוי

5.1 הקמת עקומה סטנדרטית

5.1.1 הכנת תמיסה סטנדרטית: כל החומרים הסטנדרטיים הם איזואקטן (טהור מבחינה כרומטוגרפית)

דילול, בהתאמה עם שישה חומרים אנילין ב-0.1%, 0.2%, 0.5%, 1%,

לדגימות סטנדרטיות ברמות של 1.5% ו-2%, ראה טבלה 1 למידע מפורט על ריכוז.

טבלה 1. טבלת ריכוזי דגימה סטנדרטית

5.1.2הדגימות הסטנדרטיות נותחו לפי שיטת GC בטבלה 2

טבלה 2. שיטת GC

5.1.3 איכותנית: הרכיבים הם איכותיים בהתאם לזמן השמירה של כל רכיב, והכרומטוגרמה של המדגם הסטנדרטי מהסוג הטיפוסי (רמת ריכוז 0.1%) מוצגת באיור 1.

איור 1. כרומטוגרמה של מדגם סטנדרטי טיפוסי

5.1.4 קבע עקומה סטנדרטית. ערוך את שיטת הכיול בשיטת עיבוד הנתונים בתוכנת Chameleon, סוג הכיול הוא ליניארי (לא כפוי על המקור), סוג ההערכה הוא שטח שיא והתקן הפנימי משתנה. משוואת העקומה הסטנדרטית ומקדם המתאם הליניארי של כל רכיב מוצגים בטבלה 3, והעקומה הסטנדרטית של כל רכיב מוצגת באיור 2-7.

טבלה 3. נתוני עקומת כיול

5.1.5 חישוב תוצאה: היחס בין שטח השיא של כל רכיב לבין שטח השיא של האצטופנון חושב. חלק נפח המסה של כל רכיב המתאים ליחס נקרא מעקומת התיקון המתאימה, והתוצאה מדויקת ל-0.01%.

6. תוצאות ודיון

6.1 עקומה סטנדרטית: העקומה הסטנדרטית נקבעת על ידי 6 מוצרים סטנדרטיים, טווח ריכוזי הנפח הוא בין 0.01% ל-2.0%, ומקדם המתאם הליניארי R2 גדול מ-0.999, בהתאמה (ראה טבלה 3 לפרטים).。

6.2 אימות ואופטימיזציה של השיטה: בהשוואה לשיטת המעבר של Deans, לשיטת העמודה הבודדת שהוצגה במאמר זה יש יתרונות של עלות נמוכה, פעולה פשוטה ויכולת שחזור גבוהה. עם זאת, חלק מהרכיבים במטריצת הבנזין עשויים להשפיע על תרכובות אנילין.

לדוגמה, לפי השיטה המתוארת במאמר זה, כאשר בודקים דגימת מטריצת בנזין ריקה, נמצא כי לאחר השוואה עם הכרומטוגרמה של הדגימה הסטנדרטית, יש שיא של כ-0.04 דקות (שיא רוחב השיא הוא 0.07 דקות) ממרכיב האנילין של המוצר הסטנדרטי, המפריע לניתוח האנילין. (ראה איור 2)

3

תְאֵנָה. 2. השוואה בין ספקטרום תמיסת סטנדרטי אנילין לבין ספקטרום מטריצת בנזין ריק

על מנת לאשר שחומר זה אינו אנילין, ולבטל את ההפרעה לכימות אנילין. השיטה במאמר זה מותאמת, ותהליך עליית הטמפרטורה בתוכנית כן

תיאור DB37/T-2650 של 5℃/דקה השתנה ל-4℃/דקה. דגימות מטריצת הבנזין עם דגימות סטנדרטיות שנוספו נותחו בשיטה זו. כפי שניתן לראות מאיור. 3,

השיטה האופטימלית יכולה להפריד בין רכיב זה לאנילין במטריצת בנזין, ועוד מוכיחה שניתן להשיג את דגימת השמן בשיטת DB37/T-2650

השיא ב-21.905 דקות לא היה אנילין. קבוצת ההפרעות נקבעה כנפתלין על ידי ספקטרומטריית מסה איכותית והשוואה סטנדרטית.

תְאֵנָה. 3. השוואה בין ספקטרום של דגימות שמן, דגימות אנילין ומטריצת בנזין (שיטה אופטימלית)

6.2 ניסוי קצב התאוששות ודיוק: ניסוי קצב ההחלמה הסטנדרטי בוצע עם מטריצת בנזין ריקה, ובוצע קצב ההחלמה הסטנדרטי ברמת התוספת של 100ppm (n=5). התוצאות הוצגו בטבלה 4.

טבלה 4. תוצאות בדיקת קצב התאוששות וחזרה

7.מַסְקָנָה

ניסוי זה מתייחס לתקן המקומי DB37/T-2650 של מחוז שאנדונג, ומאמץ גלאי FID לזיהוי תרכובות אנילין בבנזין. השיטה פשוטה והתוצאה אמינה. למרות שניתן להשתמש בהפרעות בניתוח בפועל, ניתן למנוע את ההפרעה של נפתלין בחלק ממצעי בנזין לניתוח אנילין על ידי ייעול התנאים.

הפניות:

［1］Zhong Shaofang, WEN Huan et al. קביעת תוספים מתילאנילין בבנזין מנוע על ידי כרומטוגרפיה של גז [J]. מעבדת הספקטרום, 2012, כרך 29, גיליון 6, 3564-3567.

［2］Zhang Maolin, LI Baoding, ZHANG Yufa. מחקר על קביעת N-methylaniline על ידי ספקטרופוטומטריה [J]. Journal of Zhengzhou Grain University, 2000, 21(2): 86-88.

［3］Liu Baomin, LIU Minghong, XU Hong et al. מחקר על קביעה סימולטנית של אנילין, N-methylaniline ו-N, N-dimethylaniline באוויר על ידי כרומטוגרפיה נוזלית בביצועים גבוהים [J]. Chinese Journal of Health Inspection, 2009, 19(8): 1804-1807.

［4］Yang Yongtan, Wu Ming-qing, WANG Zheng. חלוקה של תרכובות המכילות חנקן בבנזין קטליטי על ידי כרומטוגרפיה של גז-זיהוי כימי-אור חנקן [J]. Chromatography,2010, 28(4): 336 - 340

DB37/T-2650, קביעת תרכובות אנילין בבנזין מנוע על ידי כרומטוגרפיה גז