Determination of aliphatic and aromatic contents in aviation kerosene by GC-VUV

Význam tématu

Aviation kerosen se skládá z alifatických a aromatických uhlovodíků a jejich poměr ovlivňuje výkonnost motorů, kompatibilitu s těsněními a tvorbu emisí. Kontrola obsahu aromatických látek je klíčová pro kvalitu paliva, bezpečnost provozu a minimalizaci environmentálních dopadů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie je navrhnout analytickou metodu pro rychlé a přesné stanovení obsahu alifatických, monoaromatických, diaromatických a celkových aromatických uhlovodíků v leteckém petroleji. Metoda kombinuje plynovou chromatografii s detektorem Vacuum Ultraviolet (GC-VUV) podle normy ASTM D8267 a využívá automatizovaný software pro identifikaci a dekonvoluci signálů.

Použitá metodika a instrumentace

• Instrumentace: Nexis GC-2030 vybavená VUV detektorem VGA-101 (Shimadzu).
• Kolona: SH-Rtx-1 (30 m × 0,25 mm × 0,25 μm).
• Program teplot: z 50 °C po 0,1 min rampou 15 °C/min na 260 °C.
• Podmínky: tlak kolony 139,9 kPa, průtok 2 mL/min, injector 250 °C, přenosová linka 275 °C.
• Detekce VUV: rozsah 125–430 nm, frekvence 4 Hz, make-up plyn 0,35 psi.
• Software: VUVision pro identifikaci spektrem a VUVAnalyze s metodou Time Interval Deconvolution pro rozlišení koelujících složek.

Hlavní výsledky a diskuse

• Analýza trvá přibližně 14 minut, což je výrazně rychlejší než tradiční FIA metoda.
• Stanovené hmotnostní frakce: alifatické 82,5 %, aromatické celkem 17,5 %, monoaromatické 17,4 %, diaromatické 0,06 %.
• Objemové frakce: alifatické 84,2 %, aromatické celkem 15,8 %, monoaromatické 15,8 %, diaromatické 0,05 %.
• Opakovatelnost: RSD < 1 % v pěti opakovaných injekcích pro všechny frakce.
• Metoda umožňuje spolehlivou identifikaci a kvantifikaci díky charakteristickým VUV absorpčním spektrom.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné zkrácení doby analýzy.
• Minimalizace potřeby složité chromatografické separace.
• Automatizované zpracování dat s vysokou přesností.
• Vhodné pro kontrolní a certifikační laboratoře kvality paliv.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace GC-VUV do národních standardů pro kontrolu kvality leteckých paliv.
• Rozšíření metody na další typy paliv a ropných produktů.
• Pokročilé dekonvoluční algoritmy pro složitější směsi.
• Možné využití v environmentálním monitoringu emisí.

Závěr

Navržená GC-VUV metoda podle ASTM D8267 poskytuje rychlé, opakovatelné a přesné stanovení obsahu různých uhlovodíkových frakcí v leteckém petroleji. Díky automatizované identifikaci a dekonvoluci je vhodným alternativním postupem k tradičním metodám a má potenciál pro implementaci do standardizačních norem.

Reference

• ASTM D8267: Standard Test Method for Determination of Total Aromatic, Monoaromatic, and Diaromatic Content of Aviation Turbine Fuels Using GC-VUV.
• Shimadzu Corporation. Application Note SGC-ADS-0191, First Edition April 2021.