Analysis of Sulfur Compounds in Light Petroleum Liquids by Gas Chromatography and Sulfur Selective Detection according to ASTM D5623

Význam tématu

Speciace a kvantifikace těkavých sirných sloučenin v lehkých naftových frakcích je klíčová pro průmysl i životní prostředí. Sirné látky nejen způsobují korozivní účinky a nežádoucí zápach, ale také poškozují katalytické procesy a zvyšují emise škodlivých oxidů síry.

Cíle a přehled studie

Tato aplikace sleduje implementaci a ověření analytické metody dle normy ASTM D5623, využívající plynovou chromatografii s selektivní sirnou detekcí pomocí chemiluminiscenčního SeNse detektoru. Cílem je zajistit rychlou, citlivou a opakovatelnou analýzu komplexních směsí sirných sloučenin v benzinech.

Použitá metodika a instrumentace

• Plynová chromatografie s děličným/vstřikovacím vstupem (split/splitless) a kapilární kolona s metylsiloxanovou fází.
• SeNse chemiluminiscenční detektor: dual plasma spalování sirných sloučenin na SO2, následná redukce a reakce s ozonem, měření uvolněné fotoluminiscence.
• Automatické vzorkování injektorem ALS nebo kapalnostřídač LSV.
• Teplotní program kolony, konstantní tok nosného plynu, kontrola parametrů pro optimální separaci.
• Kalibrace pomocí dvou standardních směsí dle D5623 a NIST SRM 2299 pro ověření přesnosti a recovery.

Hlavní výsledky a diskuse

• Oddělení osmnácti klíčových sirných sloučenin s vysokou selektivitou a bez matriční interference.
• Retenční doby s opakovatelností RSD pod 0,05 min, v souladu s požadavky normy.
• Obnovení celkového obsahu siry z NIST SRM 2299 ve 10 opakováních průměrně 12,35 ppm S s RSD 1,77 %, uvedená hodnota je v rozmezí metodické reproducibility.
• Lineární odezva od 30 ppb do 100 ppm S, korelační koeficient R2 vyšší než 0,9999 a typická RSD 2 %.
• Detekční limity kolem 50 ppb S při injekci 1 µl s děličem 1:10, ověřené chromatogramem při 40 ppb.

Přínosy a praktické využití metody

Tato metoda poskytuje do 30 minut kompletní výsledky, vysokou citlivost na úrovni ppb, vynikající opakovatelnost a lineární odezvu. Díky robustní konstrukci SeNse detektoru je vhodná pro rutinní provoz v rafinériích, výzkumných i kontrolních laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s plně automatizovanými vzorkovači a online monitoringem procesů.
• Rozšíření metodiky na těžší naftové frakce a různé petrochemické matice.
• Kombinace selektivních detekčních technik pro simultánní analýzu dalších heteroatomů.
• Využití ve farmaceutickém, environmentálním a procesním inženýrství pro kontrolu emisí.

Závěr

Metoda dle ASTM D5623 s PAC SeNse detektorem splňuje i překonává požadavky na citlivost, stabilitu a reprodukovatelnost pro analýzu frivolních sirných sloučenin v lehkých naftových kapalinách. Robustní a snadno ovladatelný systém nabízí spolehlivé řešení pro průmyslové i akademické aplikace.

Reference

• ASTM D5623 Standard Test Method for Sulfur Compounds in Light Petroleum Liquids by GC-SCD
• NIST SRM 2299 Sulfur in Gasoline