Analysis of Heavy Fuel Oil Using Multi-Mode Ionization
Aplikace | 2022 | LECOInstrumentace
Heavy fuel oil představuje komplexní směs ropných uhlovodíků zbylých po destilaci a krakování. Díky přísným regulačním požadavkům na obsah síry (IMO 2020) je nezbytné detailní sledování a speciation sírových a dalších heteroatomických složek. Současné analytické výzvy spočívají v oddělení tisíců sloučenin a jejich spolehlivém identifikování.
Cílem bylo ukázat výkonnost kombinace komplexní dvourozměrné GC×GC, vysokorozlišovací TOF-MS a Multi-Mode Source (MMS) pro plnou charakterizaci těžkého palivového oleje. Studie demonstruje jak separaci složitých tříd látek, tak konfidentní identifikaci na úrovni elementární přesnosti.
Vzorek byl naředěn v dichlormethanu a analyzován pomocí GC×GC s quad-jet termomodulátorem a HRTOFMS Pegasus HRT 4D vybavenou zdrojem MMS. Parametry:
Pro identifikaci velkého počtu sloučenin byla použita IGS, která kombinuje spektrální shodu, index retence a vysokou přesnost měření iontů. PCI režim umožnil potvrdit molekulární ionty tam, kde EI selhával. Filtrace pro sloučeniny obsahující síru usnadnila rychlou lokalizaci a semikvantifikaci důležitých thiofenů. Klasifikace na základě obdélníkových oblastí v chromatogramech odhalila procentuální zastoupení jednotlivých tříd uhlovodíků (např. n-alkany 17,4 %, cykloalkany 41,7 %, aromáty 2–3 %).
Tato kombinace metod přináší:
Očekává se rozšíření do analýzy biopaliv a jiných komplexních matric, implementace dalších ionizačních režimů (APCI, UVPD), vývoj pokročilých algoritmů pro automatizaci zpracování dat a spojení s machine learning pro predikci vlastností paliv.
Kombinace GC×GC, vysokorozlišovacího TOF MS a Multi-Mode Source poskytuje bezkonkurenční citlivost a selektivitu pro detailní charakterizaci těžkých palivových olejů. Umožňuje jak konfidentní identifikaci individuálních sloučenin, tak celkovou charakterizaci tříd látek podle požadavků průmyslu a legislativy.
GCxGC, GC/MSD, GC/HRMS, GC/TOF
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceLECO
Souhrn
Význam tématu
Heavy fuel oil představuje komplexní směs ropných uhlovodíků zbylých po destilaci a krakování. Díky přísným regulačním požadavkům na obsah síry (IMO 2020) je nezbytné detailní sledování a speciation sírových a dalších heteroatomických složek. Současné analytické výzvy spočívají v oddělení tisíců sloučenin a jejich spolehlivém identifikování.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem bylo ukázat výkonnost kombinace komplexní dvourozměrné GC×GC, vysokorozlišovací TOF-MS a Multi-Mode Source (MMS) pro plnou charakterizaci těžkého palivového oleje. Studie demonstruje jak separaci složitých tříd látek, tak konfidentní identifikaci na úrovni elementární přesnosti.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorek byl naředěn v dichlormethanu a analyzován pomocí GC×GC s quad-jet termomodulátorem a HRTOFMS Pegasus HRT 4D vybavenou zdrojem MMS. Parametry:
- Kolona 1: Rxi-5MS, 30 m, 0,25 mm, 0,25 µm
- Kolona 2: Rxi-17SilMS, 1,2 m v druhé troubě
- Teplotní program: 40 °C (5 min) → 330 °C (4 °C/min), hold 15 min
- Modulátor: +15 °C vůči troubě
- Zdroj ionizace: EI (250 °C), PCI a ECNI (165 °C), CH4 jako reagens
- Rozsah m/z: 40–1000 (EI, PCI), 30–1000 (ECNI)
- Akvizice: 200 spekter/s
- Software: ChromaTOF s Identification Grading System™ a NIST20 knihovnou
Hlavní výsledky a diskuse
Pro identifikaci velkého počtu sloučenin byla použita IGS, která kombinuje spektrální shodu, index retence a vysokou přesnost měření iontů. PCI režim umožnil potvrdit molekulární ionty tam, kde EI selhával. Filtrace pro sloučeniny obsahující síru usnadnila rychlou lokalizaci a semikvantifikaci důležitých thiofenů. Klasifikace na základě obdélníkových oblastí v chromatogramech odhalila procentuální zastoupení jednotlivých tříd uhlovodíků (např. n-alkany 17,4 %, cykloalkany 41,7 %, aromáty 2–3 %).
Přínosy a praktické využití metody
Tato kombinace metod přináší:
- Vizuálně přehlednou separaci složitých tříd sloučenin
- Spolehlivou identifikaci sírových nebo halogenovaných látek pod regulačními limity
- Rychlou filtraci dat a bulk charakterizaci palivových vzorků
- Optimalizaci kontroly kvality v průmyslových i environmentálních laboratořích
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření do analýzy biopaliv a jiných komplexních matric, implementace dalších ionizačních režimů (APCI, UVPD), vývoj pokročilých algoritmů pro automatizaci zpracování dat a spojení s machine learning pro predikci vlastností paliv.
Závěr
Kombinace GC×GC, vysokorozlišovacího TOF MS a Multi-Mode Source poskytuje bezkonkurenční citlivost a selektivitu pro detailní charakterizaci těžkých palivových olejů. Umožňuje jak konfidentní identifikaci individuálních sloučenin, tak celkovou charakterizaci tříd látek podle požadavků průmyslu a legislativy.
Reference
- LECO Corporation. Analysis of Heavy Fuel Oil Using Multi-Mode Ionization. Application Note, 2022.
- NIST20 Spectral Library.
- ChromaTOF Software Documentation.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Piecing Together Pollutant Profiles: Combining High-Resolution MS From Multiple Ionization Modes With Multidimensional GC for Petroleum Forensics and Environmental Analyses Christina Kelly, Joe Binkley, John Hayes | LECO Corporation, St. Joseph, MI, USA Introduction Petroleum Forensics Complex mixtures create challenges…
Klíčová slova
ecni, ecnigenerate, generatemass, massrdbe, rdbeplot, plotformula, formulaforensics, forensicsdefect, defectterpanes, terpanespeak, peakgcxgc, gcxgcclassification, classificationmolecular, molecularpetroleum, petroleumpuzzle
Characterization and Quantitative Hydrocarbon Group-Type Analysis of Plastic-Derived Pyrolysis Oils by GCxGC-TOFMS/FID
2024|LECO|Prezentace
Characterization and Quantitative Hydrocarbon Group-Type Analysis of Plastic-Derived Pyrolysis Oils by GCxGC-TOFMS/FID 15th Multidimensional Chromatography Workshop January 2024 Pyrolysis Oils Characterization Workflow GCxGC Options Group-Type Analysis Tile-Based Statistics https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2451904921000342 Heteroatomic Species Identification GCxGC Options Plastic-Derived Pyrolysis Oil Samples 1 2…
Klíčová slova
gcxgc, gcxgcheteroatomic, heteroatomicoptions, optionsmass, masspyrolysis, pyrolysisstructured, structuredspecies, speciesgroup, grouptile, tilenominal, nominallay, layoils, oilstype, typegenerate, generatefid
Advanced Data Visualization: The Many Dimensions of Petroleomics Using High Resolution Gas Chromatography and Time-of-Flight Mass Spectrometry
2017|LECO|Postery
Advanced Data Visualization: The Many Dimensions of Petroleomics Using High Resolution Gas Chromatography and Time-of-Flight Mass Spectrometry Christina N. Kelly; Joseph E. Binkley; Lorne M. Fell | LECO Corporation, Saint Joseph, MI 49085 Composite Spectral Information 0.02 57.0698 71.0854 31P…
Klíčová slova
splitsplit, splitsplitregion, regionsample, samplevenezuelan, venezuelantriaromatics, triaromaticsdiaromatics, diaromaticsmonoaromatics, monoaromaticsmass, massrdbe, rdbehopanes, hopanesgcxgc, gcxgcstructure, structurespectral, spectralparaffins, paraffinschromatogram
Characterization of Fischer-Tropsch Synthetic Paraffinic Kerosene and Traditional Aviation Turbine Fuel
2024|LECO|Aplikace
Application Note ® Instrument: Pegasus BTX 4D EMPOWERING RESULTS Elemental Analysis | GC Mass Spectrometry | Metallography Characterization of Fischer-Tropsch Synthetic Paraffinic Kerosene and Traditional Aviation Turbine Fuel LECO Corporation; Saint Joseph, Michigan USA Key Words: Petroleum, GCxGC, Thermal Modulation,…
Klíčová slova
aviation, aviationfuel, fuelspk, spkhtft, htftfuels, fuelsparaf, parafjet, jettropsch, tropschsynthetic, syntheticgcxgc, gcxgcfischer, fischertraditional, traditionalaromatics, aromaticsisoparaf, isoparafltft