Analysis of Trace (mg/kg) Thiophene in Benzene Using Two-Dimensional Gas Chromatography and Flame Ionization Detection
Aplikace | 2003 | Agilent TechnologiesInstrumentace
Analýza stopového množství thiophenu v benzenu je klíčová pro petrochemický průmysl i kontrolu kvality, protože thiophen je běžná sírová nečistota ovlivňující účinnost katalyzátorů a kvalitu finálních produktů. Vzhledem k blízkým fyzikálním vlastnostem benzenu a thiophenu je třeba vyvinout metodu s dostatečnou selektivitou a citlivostí, která nebude vyžadovat drahé selektivní detektory.
Cílem studie bylo demonstrovat použití dvourozměrné plynové chromatografie (2D GC) s jednoduchým Deansovým přepínačem a běžným plamenovým ionizačním detektorem (FID) pro kvantifikaci thiophenu v benzenu v rozsahu mg/kg. Studie rovněž srovnala výsledky s metodou GC-AED se selektivní detekcí síry a prokázala, že 2D GC metodika poskytuje srovnatelnou přesnost a opakovatelnost.
Vzorky a standardy (0,02–2 mg/kg thiophenu) byly připraveny ve vysoce čistém benzenu upraveném trojnásobnou rekrystalizací. Vstřikování 2–4 µL ve splitless režimu při 200 °C. Deansův přepínač přepouštěl eluát z primární kolony na sekundární v době 7,95–8,18 min, což vycházelo z přesného stanovení retence thiophenu (RT = 8,055 min; %RSD = 0,1). Po přesměrování probíhala sekundární separace na PLOT Q koloně při konstantním tlaku pro rozlišení thiophenu od zbytku benzenu.
Metoda prokázala lineární odezvu FID v rozsahu kalibrace s korelačním koeficientem R = 0,9996. Preciznost retenčních časů a plochy píků byla lepší než 5 % RSD i při opakovaných měřeních během několika dnů. Pro dva reálné vzorky (komerčně dostupný benzén deklarovaný jako bez thiophenu a benzén pro výrobu styrénu) byly změřeny koncentrace 0,2 mg/kg (%RSD=2,2) a 0,06 mg/kg (%RSD=4,8). Výsledky se shodovaly s měřeními GC-AED (0,2 mg/kg, %RSD=1,0 a 0,05 mg/kg, %RSD=1,8). Kontrola možných interferencí z C8/C9 uhlovodíků prokázala, že 2D separace na PLOT Q koloně účinně oddělí případné přítomné uhlovodíky od thiophenu.
Metoda umožňuje použití ekonomického FID místo drahých selektivních detektorů bez kompromisů v citlivosti či přesnosti. Umožňuje současné stanovení kvality benzenu dle normy ASTM D4492 a stopových sírových látek v jednom běhu na jednom přístroji, čímž se zkracuje čas analýzy a snižují provozní náklady.
Dalšími směry mohou být automatizace optimalizace heart-cut časů softwarovými nástroji, integrace s hmotnostní spektrometrií pro rozpoznání neznámých sloučenin a rozšíření aplikace na jiná aromatická rozpouštědla či průmyslové toluenové frakce. Růst zájmu o nízké hladiny nečistot ve vysoce čistých chemikáliích podpoří širší adopci 2D GC s levnými detektory.
Vyvinutá 2D GC metodika s Deansovým přepínačem a FID nabízí vysoce přesnou, opakovatelnou a cenově efektivní analýzu stopových množství thiophenu v benzenu. Metoda splňuje požadavky na citlivost a selektivitu, konkuruje detekčními technologiemi založenými na selekci síry a zároveň umožňuje komplexní analýzu kvality benzenu v jediném běhu.
GC, GCxGC
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceAgilent Technologies
Souhrn
Význam tématu
Analýza stopového množství thiophenu v benzenu je klíčová pro petrochemický průmysl i kontrolu kvality, protože thiophen je běžná sírová nečistota ovlivňující účinnost katalyzátorů a kvalitu finálních produktů. Vzhledem k blízkým fyzikálním vlastnostem benzenu a thiophenu je třeba vyvinout metodu s dostatečnou selektivitou a citlivostí, která nebude vyžadovat drahé selektivní detektory.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem studie bylo demonstrovat použití dvourozměrné plynové chromatografie (2D GC) s jednoduchým Deansovým přepínačem a běžným plamenovým ionizačním detektorem (FID) pro kvantifikaci thiophenu v benzenu v rozsahu mg/kg. Studie rovněž srovnala výsledky s metodou GC-AED se selektivní detekcí síry a prokázala, že 2D GC metodika poskytuje srovnatelnou přesnost a opakovatelnost.
Použitá instrumentace
- Agilent 6890N GC s kapilárním split/splitless vstupem, pneumatickým modulem (PCM) a Deansovým přepínačem
- Dva FID s EPC kontrolou
- Primární kolona INNOWax (60 m × 0,53 mm, 1 µm)
- Sekundární kolona HP-PLOT Q (15 m × 0,53 mm, 40 µm)
- Fixní omezovač průtoku ze silanizované kapiláry (0,58 m × 0,2 mm)
- Automatický vzorkovač Agilent 7683 ALS
- Řídicí software Agilent ChemStation
- GC-AED pro srovnávací analýzu
Použitá metodika
Vzorky a standardy (0,02–2 mg/kg thiophenu) byly připraveny ve vysoce čistém benzenu upraveném trojnásobnou rekrystalizací. Vstřikování 2–4 µL ve splitless režimu při 200 °C. Deansův přepínač přepouštěl eluát z primární kolony na sekundární v době 7,95–8,18 min, což vycházelo z přesného stanovení retence thiophenu (RT = 8,055 min; %RSD = 0,1). Po přesměrování probíhala sekundární separace na PLOT Q koloně při konstantním tlaku pro rozlišení thiophenu od zbytku benzenu.
Hlavní výsledky a diskuse
Metoda prokázala lineární odezvu FID v rozsahu kalibrace s korelačním koeficientem R = 0,9996. Preciznost retenčních časů a plochy píků byla lepší než 5 % RSD i při opakovaných měřeních během několika dnů. Pro dva reálné vzorky (komerčně dostupný benzén deklarovaný jako bez thiophenu a benzén pro výrobu styrénu) byly změřeny koncentrace 0,2 mg/kg (%RSD=2,2) a 0,06 mg/kg (%RSD=4,8). Výsledky se shodovaly s měřeními GC-AED (0,2 mg/kg, %RSD=1,0 a 0,05 mg/kg, %RSD=1,8). Kontrola možných interferencí z C8/C9 uhlovodíků prokázala, že 2D separace na PLOT Q koloně účinně oddělí případné přítomné uhlovodíky od thiophenu.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda umožňuje použití ekonomického FID místo drahých selektivních detektorů bez kompromisů v citlivosti či přesnosti. Umožňuje současné stanovení kvality benzenu dle normy ASTM D4492 a stopových sírových látek v jednom běhu na jednom přístroji, čímž se zkracuje čas analýzy a snižují provozní náklady.
Budoucí trendy a možnosti využití
Dalšími směry mohou být automatizace optimalizace heart-cut časů softwarovými nástroji, integrace s hmotnostní spektrometrií pro rozpoznání neznámých sloučenin a rozšíření aplikace na jiná aromatická rozpouštědla či průmyslové toluenové frakce. Růst zájmu o nízké hladiny nečistot ve vysoce čistých chemikáliích podpoří širší adopci 2D GC s levnými detektory.
Závěr
Vyvinutá 2D GC metodika s Deansovým přepínačem a FID nabízí vysoce přesnou, opakovatelnou a cenově efektivní analýzu stopových množství thiophenu v benzenu. Metoda splňuje požadavky na citlivost a selektivitu, konkuruje detekčními technologiemi založenými na selekci síry a zároveň umožňuje komplexní analýzu kvality benzenu v jediném běhu.
Reference
- Annual Book of ASTM Standards, Vol. 06.04 „Paint - Solvents; Aromatic Hydrocarbons,“ ASTM D4492.
- McCurry J.D., Quimby B.D.: Two-dimensional Gas Chromatographic Analysis of Oxygenates and Aromatics in Gasoline Using a Heart-Cutting Technique, Agilent Technologies, 5988-6696EN, 2003.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Simple Heart Cutting with Deans Switch and Backflushing with Switch and Backflushing with Capillary Flow Technolgy
2011|Agilent Technologies|Prezentace
Simple Heart Cutting with Deans Switch and Backflushing with Capillary Flow Technolgy Simon Jones Applications pp Engineer g GC or GC/MS Analysis in Complex Matrices • In complex sample matrices, there are often too many overlapping pp g compounds p…
Klíčová slova
backflush, backflushrestrictor, restrictormidrofluidic, midrofluidicinnowax, innowaxbenzene, benzenepcm, pcmfid, fidcolumn, columndeans, deansinlet, inletdevices, devicesrestricted, restrictedsolenoid, solenoidpuu, puuethanol
Time-of-Flight Mass Spectrometry
2004|Agilent Technologies|Aplikace
Two-Dimensional Gas Chromatographic Analysis of Trace Benzene in Styrene Application HPI Authors Introduction Chunxiao Wang Agilent Technologies (Shanghai) Co., Ltd. 412 YingLun Road Waigaoqiao Free Trade Zone Shanghai 200131 P.R. China The American Society of Testing and Materials (ASTM) method…
Klíčová slova
benzene, benzeneinnowax, innowaxstyrene, styreneprefractionator, prefractionatorheart, heartcutting, cuttingdeans, deansfid, fidhydrocarbons, hydrocarbonsswitch, switchmode, modecut, cutpcm, pcmarea, arearestrictor
Simultaneous Analysis of Trace Oxygenates and Hydrocarbons in Ethylene Feedstocks Using Agilent 7890A GC Capillary Flow Technology
2007|Agilent Technologies|Aplikace
Simultaneous Analysis of Trace Oxygenates and Hydrocarbons in Ethylene Feedstocks Using Agilent 7890A GC Capillary Flow Technology Application Brief James McCurry The presence of trace hydrocarbons in ethylene can have damaging effects on both the process catalysts and the final…
Klíčová slova
alumina, aluminainnowax, innowaxdeans, deanstrace, traceoxygenates, oxygenatesmccurry, mccurryplot, plothydrocarbons, hydrocarbonsepc, epccolumn, columnbalance, balanceethylene, ethylenejames, jamesswitch, switchdamaging
Analysis of Alcohols and Aromatics in Gasoline and Fuel Ethanol by a Two-Dimensional GC Method
2014|Agilent Technologies|Postery
Analysis of Alcohols and Aromatics in Gasoline and Fuel Ethanol by a Two-Dimensional GC Method Shannon Coleman Applications Engineer, Agilent Technologies Chemical Analysis Group Introduction HP-1 Column 15 m × 0.25 mm, 0.25 µm Front - FID pA 200 FID…
Klíčová slova
cut, cutswitch, switchfid, fidinnowax, innowaxdeans, deansoxygenates, oxygenatesgasoline, gasolineistd, istddimensional, dimensionalcolumn, columncoelute, coeluteethanol, ethanolfluidic, fluidicmin, minprimary