Detailed hydrocarbon analysis (DHA) using ASTM method D6729 & D6729 Appendix X2

Význam tématu

Podrobná analýza uhlovodíků (DHA) je klíčová pro hodnocení kvality a bezpečnosti benzinových paliv. Umožňuje identifikovat a kvantifikovat jednotlivé složky, včetně parafinů, olefinů, naftalenů a aromátů (PONA), což pomáhá splňovat přísné regulační požadavky a optimalizovat motorové vlastnosti paliv.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo porovnat standardní ASTM D6729 s heliem jako nosným plynem a modifikovanou metodiku dle ASTM D6729 appendix X2 s vodíkem generovaným onsite. Hlavním záměrem bylo ověřit možnosti zkrácení doby analýzy při zachování potřebného rozlišení kritických sloučenin.

Použitá metodika a instrumentace

Pro obě varianty analýzy byla použita plynová chromatografie se sloupcem 100 m dimetylpolysiloxan, 0,25 mm vnitřní průměr, 0,5 μm film. Injector pracoval při 280 °C se split poměrem 250:1. Metoda ASTM D6729 aplikována s heliem a ASTM D6729 appendix X2 s vodíkem. Detekce byla zajištěna plamenoionizační detektor Agilent 7890A. Analytické podmínky zahrnovaly vícestupňový teplotní program a odlišné průtokové rychlosti (helium 1,8 mL/min, vodík 2,5 mL/min).

Hlavní výsledky a diskuse

1. Celková doba analýzy se zkrátila z 125 minut (helium) na méně než 74 minut (vodík).
2. Kvantitativní PONA složení nevykazovalo statisticky významné rozdíly mezi použítím obou nosných plynů (rozdíly <0,4 %).
3. Kritické separace: rozlišení 1-methylcyklopentenu a benzenu se při použití vodíku mírně zlepšilo. Naproti tomu toluen a 2,3,3-trimethylpentan se v metodě s vodíkem částečně slévaly, což by vyžadovalo optimalizaci rampy.
4. Oddělení vyšších uhlovodíků (tridekan a 1-methylnaftalen) bylo srovnatelné u obou plynů.

Přínosy a praktické využití metody

• Zkrácení doby analýzy vede k vyšší kapacitě laboratoře a nižším provozním nákladům.
• Hydrogen Onsite generace eliminuje závislost na dováženém heliu a minimalizuje riziko výpadků dodávek.
• Metoda splňuje požadavky na rozlišení klíčových sloučenin pro regulaci obsahu aromátů a benzenu v palivech.

Budoucí trendy a možnosti využití

Využití vodíku jako nosného plynu v DHA se jeví jako perspektivní díky dalším možnostem zrychlení analýz a adaptaci teplotních programů. Dále je vhodné zkoumat kombinaci vodíku s inertními plyny, optimalizovat kolony pro specifické skupiny uhlovodíků a integrovat nástroje umělé inteligence pro automatickou dekonvoluci komplexních chromatogramů.

Závěr

Přechod z heliového na vodíkový nosný plyn v podrobném rozboru uhlovodíků dle ASTM D6729 umožňuje významné zkrácení analyzačního času při zachování nebo dokonce zlepšení kritických separací. Tato změna přispívá k ekonomické udržitelnosti laboratoří a k vyšší efektivitě kontrol kvality paliv.

Reference

1. ASTM D6729-01 Standard Test Method for Determination of Individual Components in Spark Ignition Engine Fuels by 100 Meter Capillary High Resolution Gas Chromatography, ASTM International, 2002
2. ASTM D6729-01 Appendix X2 Hydrocarbon data using hydrogen carrier, ASTM International, 2004