ключова дума

Бензин; Добавки; Анилин; Газова хроматография;

1. Въведение Поради ограниченията на местната петролна енергия и технологиите за рафиниране, нефтопродуктите, произвеждани от обикновените рафинерии на пазара, са в недостиг, което води до голям брой смесени нефтопродукти, които го заливат. Обикновеният смесен бензин се смесва главно със смесена ароматна нафта (леко масло) като суровина. Въпреки това, на фона на високите цени на суровините и максимизирането на печалбите, анилиновите съединения често се използват като неконвенционални добавки за бензин. За да се постигне съответствие между индекса на качество на бензина с такива добавки и националния стандарт за автомобилен бензин, например, добавянето на 1% (масова фракция) N-метиланилин може да увеличи октановото число с 2-4 единици [1]. Анилиновите добавки обаче представляват потенциална опасност за мобилността и безопасността на превозните средства, а N-метиланилините са азотсъдържащи съединения, което води до увеличаване на съдържанието на азотни оксиди в отработените газове на автомобилите, причинявайки вредни ефекти върху атмосферната среда и човешкото здраве. Основните компоненти на анилиновите добавки включват анилин, N-метиланилин, o-метиланилин, p-метиланилин, m-метиланилин и N,n-диметиланилин. Понастоящем, често срещаните методи за откриване на метиланилинови съединения включват нафтален диетиламин спектрофотометрия, газова хроматография-хемилуминесцентно откриване с азот, високоефективна течна хроматография и др. [2-4]. Традиционната нафтален диетиламин спектрофотометрия пречи на резултата от определянето поради появата на странична реакция, а HPLC методът неизбежно е повлиян от интерференцията на бензиновата матрица.

Методът за газова хроматография и хемилуминесцентно откриване на азот изисква подготовката на скъп детектор за азотна хемилуминесценция, който може селективно да открива азот. Наскоро изготвеният (все още непубликуван) национален стандарт „Газова хроматография за определяне на оксисъединения и анилинови съединения в бензин“ също описва метод за анализ, използващ превключвател на Динс на две колони с противоположна полярност, използвайки често срещания и сравнително евтин пламъчен детектор за водородни йони. За този метод ThermoFisher Scientific публикува приложна статия (Application Notes C GC-50). Като опростяване, тази статия въвежда по-бърз метод с една колона, базиран на местния стандарт DB37/T-2650, издаден от провинция Шандонг през 2015 г. [5]. Резултатите показват, че този метод е лесен за работа, с добра повторяемост и висока точност. В същото време методът е оптимизиран за решаване на проблема с интерференцията на количественото определяне на анилина от състава на бензиновата матрица.

2. Общ преглед на принципа на метода. Анилиновите съединения в автомобилния бензин бяха отделени от бензиновата матрица на колона с полярна полиетиленгликол (PEG), като ацетофенонът беше използван като вътрешен стандарт. Съдържанието на анилин, N-метиланилин, o-метиланилин, p-метиланилин, m-толуидин и N,n-диметиланилин в автомобилния бензин беше определено чрез газов хроматограф, оборудван с пламъчно-йонизационен детектор (FID), и концентрацията на всеки компонент беше изчислена спрямо вътрешния стандарт.

3. Инструменти

3.1 Газов хроматограф Trace 1300E с шунтов/нешунтов вход,

Автоматичен пробоотборник AS1310, Пламъчно-йонизационен детектор (FID);

3.2 Софтуер Хамелеон

3.3 Микроспринцовка: капацитетът е 10 μL.

4. Реактиви и материали

4.1 Колона: Полярна колона, TG-Wax, дължина на колоната 60 м,

Вътрешен диаметър 0,25 мм, дебелина на течния филм 0,25 μm

4.2 Освен ако не е посочено друго, реактивите, използвани в този метод, са аналитично чисти и допустими.

Използвайте други реактиви с по-висока чистота.

Реагенти, използвани за качествени и количествени цели, включително анилин (Ca #62-53-3), N-

Метиланилин (CAS № 100-61-8), о-метиланилин (CAS № 95-53-4),

P-метиланилин (CAS № 106-49-0), m-метиланилин (CAS № 188-44-)

1) и N,n-диметиланилин (CAS#121-69-7), вътрешният стандарт беше фенилен

Кетон (CASA #96-86-2).

5. Експериментални методи

5.1 Създаване на стандартна крива

5.1.1 Приготвяне на стандартен разтвор: Всички стандартни вещества са изооктанови (хроматографски чисти)

Разреждане, съответно конфигурирано с шест анилинови вещества в 0,1%, 0,2%, 0,5%, 1%,

За стандартни проби с нива 1,5% и 2% вижте Таблица 1 за подробна информация за концентрацията.

Таблица 1. Таблица за концентрация на стандартни проби

5.1.2Стандартните проби бяха анализирани съгласно GC метода в Таблица 2

Таблица 2. GC метод

5.1.3 Качествени: Компонентите са качествени според времето на задържане на всеки компонент, а хроматограмата на стандартната проба от типичния тип (ниво на концентрация 0,1%) е показана на Фигура 1.

Фигура 1. Хроматограма на типична стандартна проба

5.1.4 Създаване на стандартна крива. Редактирайте метода на калибриране в метода за обработка на данни в софтуера Chameleon, като типът калибриране е линейно (не е наложено върху началото на координатната система), типът на оценка е площ на пика, а вътрешният стандарт е променлив. Уравнението на стандартната крива и коефициентът на линейна корелация на всеки компонент са показани в Таблица 3, а стандартната крива на всеки компонент е показана на Фигура 2-7.

таблица 3. Данни от калибровъчната крива

5.1.5 Изчисляване на резултата: Изчислява се съотношението на площта на пика на всеки компонент към площта на пика на ацетофенона. Масовата обемна фракция на всеки компонент, съответстваща на съотношението, се отчита от съответната корекционна крива и резултатът е с точност до 0,01%.

6. Резултати и дискусия

6.1 Стандартна крива: Стандартната крива е създадена от 6 стандартни продукта, диапазонът на обемната концентрация е от 0,01% до 2,0%, а коефициентът на линейна корелация R2 е съответно по-голям от 0,999 (вижте Таблица 3 за подробности).

6.2 Проверка и оптимизация на метода: В сравнение с метода на Динс с превключване, представеният в тази статия метод с една колона има предимствата на ниска цена, лесна работа и висока възпроизводимост. Някои компоненти в бензиновата матрица обаче могат да повлияят на анилиновите съединения.

Например, съгласно метода, описан в тази статия, при тестване на празна проба от бензинова матрица се установява, че след сравнение с хроматограмата на стандартната проба, има пик при около 0,04 мин (ширината на пика е 0,07 мин) от анилиновия компонент на стандартния продукт, което пречи на анализа на анилина. (виж Фигура 2)

3

ФИГ. 2. Сравнение между спектрите на стандартния разтвор на анилина и спектрите на матричната проба на бензина

За да се потвърди, че това вещество не е анилин и да се елиминира смущението при количественото определяне на анилина, методът в тази статия е оптимизиран и процесът на повишаване на температурата на програмата е...

Описанието в DB37/T-2650 от 5℃/мин е променено на 4℃/мин. Пробите от бензинова матрица с добавени стандартни проби бяха анализирани по този метод. Както може да се види от Фиг. 3,

Оптимизираният метод може да отдели този компонент от анилина в бензиновата матрица и допълнително доказва, че пробата от масло може да бъде получена по метода DB37/T-2650.

Пикът при 21.905 мин не беше анилин. Интерферентната група беше определена като нафталин чрез качествена масспектрометрия и стандартно сравнение.

ФИГ. 3. Сравнение на спектрите на маслени проби, анилинови проби и бензинова матрица (оптимизиран метод)

6.2 Експеримент за степен на възстановяване и прецизност: Експериментът със стандартна степен на възстановяване беше проведен с празна бензинова матрица и беше изчислена стандартна степен на възстановяване с ниво на добавяне от 100 ppm (n=5). Резултатите са показани в Таблица 4.

таблица 4. Резултати от тестовете за степен на възстановяване и повторяемост

7.заключение

Този експеримент се отнася до местния стандарт DB37/T-2650 на провинция Шандонг и използва FID детектор за откриване на анилинови съединения в бензина. Методът е прост и резултатът е надежден. Въпреки че в действителния анализ може да се използва интерференция, интерференцията на нафталина в някои бензинови субстрати върху анилиновия анализ може да се избегне чрез оптимизиране на условията.

Референции:

［1］Zhong Shaofang, WEN Huan и др. Определяне на метиланилинови добавки в моторни бензини чрез газова хроматография [J]. Spectrum Laboratory, 2012, том 29, брой 6, 3564-3567.

［2］Zhang Maolin, LI Baoding, ZHANG Yufa. Изследване върху определянето на N-метиланилин чрез спектрофотометрия [J]. Journal of Zhengzhou Grain University, 2000, 21(2): 86-88.

［3］Liu Baomin, LIU Minghong, XU Hong и др. Изследване върху едновременното определяне на анилин, N-метиланилин и N,N-диметиланилин във въздуха чрез високоефективна течна хроматография [J]. Китайски журнал за здравна инспекция, 2009, 19(8): 1804-1807.

(4) Ян Йонгтан, У Минг-цин, УАН Джън. Разпределение на азотсъдържащи съединения в каталитичен бензин чрез газова хроматография - азотно хемилуминесцентно откриване [J]. Хроматография, 2010, 28(4): 336 — 340

DB37/T-2650, Определяне на анилинови съединения в моторни бензини чрез газова хроматография