cuvânt cheie

Benzină; Aditivi; Anilină; Cromatografie gazoasă;

1. Introducere Din cauza restricțiilor impuse de tehnologia de rafinare și energie a petrolului pe plan intern, produsele petroliere produse de rafinăriile obișnuite de pe piață sunt insuficiente, ceea ce face ca un număr mare de produse petroliere amestecate să inunde piața. Benzina amestecată obișnuită este în principal amestecată cu naftă aromatică mixtă (petrol ușor) ca materie primă. Cu toate acestea, pe fondul prețurilor ridicate ale materiilor prime și al maximizării profiturilor, compușii anilinici sunt adesea utilizați ca aditivi neconvenționali pentru benzină. Pentru ca indicele de calitate al benzinei cu astfel de aditivi să îndeplinească standardul național pentru benzina auto, de exemplu, adăugarea a 1% (fracție masică) de N-metilanilină poate crește cifra octanică cu 2-4 unități [1]. Cu toate acestea, aditivii anilinici prezintă pericole potențiale pentru mobilitatea și siguranța vehiculelor, iar N-metilanilinele sunt compuși care conțin azot, ceea ce va duce la o creștere a conținutului de oxizi de azot din gazele de eșapament ale automobilelor, provocând efecte nocive asupra mediului atmosferic și sănătății umane. Principalele componente ale aditivilor anilinici includ anilină, N-metilanilină, o-metilanilină, p-metilanilină, m-metilanilină și N,n-dimetilanilină. În prezent, metodele raportate în mod obișnuit pentru detectarea compușilor metilanilini includ spectrofotometria cu naftalen dietilamină, detecția prin cromatografie gazoasă-chemiluminescență cu azot, cromatografia lichidă de înaltă performanță etc. [2-4]. Spectrofotometria tradițională cu naftalen dietilamină interferează cu rezultatul determinării din cauza apariției reacțiilor secundare, iar metoda HPLC este inevitabil afectată de interferența matricei de benzină.

Metoda de detectare a chemiluminescenței cu azot prin cromatografie de gaze necesită pregătirea unui detector de chemiluminescență cu azot costisitor, care poate detecta selectiv azotul. Standardul național recent elaborat (încă nepublicat) „Cromatografie de gaze pentru determinarea compușilor oxi și a compușilor anilinici din benzină” descrie, de asemenea, o metodă de analiză utilizând comutatorul Deans pe două coloane cu polaritate opusă, utilizând detectorul de flacără cu ioni de hidrogen, obișnuit și relativ ieftin. Pentru această metodă, ThermoFisher Scientific a publicat o lucrare de aplicare (Note de aplicare C GC-50). Ca o simplificare, această lucrare introduce o metodă mai rapidă pe o singură coloană, bazată pe standardul local DB37/T-2650 emis de provincia Shandong în 2015 [5]. Rezultatele arată că această metodă este ușor de utilizat, cu o repetabilitate bună și o precizie ridicată. În același timp, metoda a fost optimizată pentru a rezolva problema interferenței cuantificării anilinei de către compoziția matricei de benzină.

2. Prezentare generală a principiului metodei Pe o coloană de polietilen glicol polar (PEG), compușii anilinici din benzina auto au fost separați de matricea benzinei, iar acetofenona a fost utilizată ca standard intern. Conținutul de anilină, N-metilanilină, o-metilanilină, p-metilanilină, m-toluidină și N,n-dimetilanilină din benzina auto a fost determinat prin cromatograf de gaze echipat cu detector de ionizare în flacără (FID), iar concentrația fiecărei componente a fost calculată prin referire la standardul intern.

3. Instrumente

3.1 Cromatograf de gaze Trace 1300E cu intrare shunt/non-shunt,

Prelevator automat AS1310, detector cu ionizare în flacără (FID);

3.2 Software-ul Chameleon

3.3 Microseringă: capacitatea este de 10 µL.

4. Reactivi și materiale

4.1 Coloană: Coloană polară, TG-Wax, lungime coloană 60 m,

Diametru interior 0,25 mm, grosimea peliculei lichide 0,25 μm

4.2 Dacă nu se specifică altfel, reactivii utilizați în această metodă sunt analitic puri și admisibili.

Folosiți alți reactivi de puritate mai mare.

Reactivi utilizați în scopuri calitative și cantitative, inclusiv anilină (Ca #62-53-3), N-

Metilanilină (CAS#100-61-8), o-metilanilină (CAS#95-53-4),

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

1) și N, n-dimetilanilină (CAS#121-69-7), standardul intern a fost fenilenă

Cetonă (CASA #96-86-2).

5. Metode experimentale

5.1 Stabilirea curbei standard

5.1.1 Prepararea soluției standard: Toate substanțele standard sunt izooctan (cromatografic pure)

Diluție, configurată respectiv cu șase substanțe anilinici în 0,1%, 0,2%, 0,5%, 1%,

Pentru probele standard la niveluri de 1,5% și 2%, consultați Tabelul 1 pentru informații detaliate despre concentrație.

Tabelul 1. Tabelul concentrațiilor standard ale probelor

5.1.2Probele standard au fost analizate conform metodei GC din Tabelul 2

Tabelul 2. Metoda GC

5.1.3 Calitativ: Componentele sunt calitative în funcție de timpul de retenție al fiecărei componente, iar cromatograma probei standard de tip tipic (nivel de concentrație 0,1%) este prezentată în Figura 1.

Figura 1. Cromatograma unei probe standard tipice

5.1.4 Stabiliți o curbă standard. Editați metoda de calibrare în metoda de procesare a datelor din software-ul Chameleon, tipul de calibrare fiind liniar (nu forțat peste origine), tipul de evaluare fiind aria vârfului, iar standardul intern fiind variabil. Ecuația curbei standard și coeficientul de corelație liniară pentru fiecare componentă sunt prezentate în Tabelul 3, iar curba standard pentru fiecare componentă este prezentată în Figura 2-7.

tabelul 3. Datele curbei de calibrare

5.1.5 Calculul rezultatului: S-a calculat raportul dintre aria vârfului fiecărei componente și aria vârfului acetofenonei. Fracția volumică de masă a fiecărei componente corespunzătoare raportului este citită de pe curba de corecție corespunzătoare, iar rezultatul are o precizie de 0,01%.

6. Rezultate și discuții

6.1 Curbă standard: Curba standard este stabilită prin 6 produse standard, intervalul concentrației volumetrice este de la 0,01% la 2,0%, iar coeficientul de corelație liniară R2 este mai mare de 0,999, respectiv (vezi Tabelul 3 pentru detalii).

6.2 Verificarea și optimizarea metodei: Comparativ cu metoda Deans switch, metoda cu o singură coloană introdusă în această lucrare are avantajele costului redus, operării simple și reproductibilității ridicate. Cu toate acestea, unele componente din matricea benzinei pot afecta compușii anilinici.

De exemplu, conform metodei descrise în această lucrare, la testarea unei probe martor cu matrice de benzină, se constată că, după compararea cu cromatograma probei standard, există un vârf la aproximativ 0,04 min (lățimea vârfului este de 0,07 min) din componenta anilină a produsului standard, ceea ce interferează cu analiza anilinei. (vezi Figura 2)

3

FIG. 2. Comparație între spectrele soluției standard de anilină și spectrele matricei de benzină martor

Pentru a confirma că această substanță nu este anilină și pentru a elimina interferențele cu cuantificarea anilinei, metoda din această lucrare este optimizată, iar procesul de creștere a temperaturii din program este...

Descrierea DB37/T-2650 de la 5℃/min a fost modificată la 4℃/min. Probele de matrice de benzină cu probe standard adăugate au fost analizate prin această metodă. După cum se poate observa din FIG. 3,

Metoda optimizată poate separa această componentă de anilină în matricea benzinei și demonstrează în plus că proba de ulei poate fi obținută prin metoda DB37/T-2650.

Vârful de la 21,905 min nu a fost reprezentat de anilină. Grupul de interferență a fost determinat a fi naftalină prin spectrometrie de masă calitativă și comparație standard.

FIG. 3. Compararea spectrelor probelor de ulei, probelor de anilină și matricei de benzină (metodă optimizată)

6.2 Experiment privind rata de recuperare și precizia: Experimentul privind rata standard de recuperare a fost efectuat cu o matrice de benzină goală, iar rata standard de recuperare a fost utilizată cu un nivel de adăugare de 100 ppm (n=5). Rezultatele sunt prezentate în Tabelul 4.

tabelul 4. Rezultatele testelor de rată de recuperare și repetabilitate

7.concluzie

Acest experiment se referă la standardul local DB37/T-2650 din provincia Shandong și adoptă un detector FID pentru a detecta compușii anilinici din benzină. Metoda este simplă, iar rezultatul este fiabil. Deși în analiza propriu-zisă se pot utiliza interferențe, interferența naftalinei din unele substraturi de benzină asupra analizei anilinei poate fi evitată prin optimizarea condițiilor.

Referințe:

［1］Zhong Shaofang, WEN Huan și colab. Determinarea aditivilor de metilanilină din benzina pentru motor prin cromatografie de gaze [J]. Spectrum Laboratory, 2012, Volumul 29, Numărul 6, 3564-3567.

(2) Zhang Maolin, LI Baoding, ZHANG Yufa. Studiu privind determinarea N-metilanilinei prin spectrofotometrie [J]. Journal of Zhengzhou Grain University, 2000, 21(2): 86-88.

［3］Liu Baomin, LIU Minghong, XU Hong și colab. Studiu privind determinarea simultană a anilinei, N-metilanilinei și N,N-dimetilanilinei în aer prin cromatografie lichidă de înaltă performanță [J]. Revista Chineză de Inspecție Sanitară, 2009, 19(8): 1804-1807.

(4) Yang Yongtan, Wu Ming-qing, WANG Zheng. Distribuția compușilor care conțin azot în benzina catalitică prin cromatografie gazoasă - detecție prin chemiluminescență a azotului [J]. Chromatography, 2010, 28(4): 336 - 340

DB37/T-2650, Determinarea compușilor de anilină din benzina pentru motor prin cromatografie de gaze