Group-type quantitation of hydrocarbons in aviation fuel using GC×GC–FID

Význam tématu

Dokonalé stanovení složení uhlovodíků v leteckém palivu je klíčové pro zajištění kvality, bezpečnosti a souladu s požadavky průmyslu. S nástupem udržitelných leteckých paliv se zvyšuje potřeba rychlých a přesných analytických metod, které dokáží spolehlivě kvantifikovat různé skupiny uhlovodíků.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo zavést a ukázat plně automatizovaný postup pro skupinovou kvantifikaci parafinů, naftenů a aromátů v leteckém palivu pomocí dvourozměrné plynové chromatografie s detekcí plamenně ionizačním detektorem (GC×GC–FID) a reverzním modulátorem typu reverse fill/flush (RFF). Dále byl demonstrován provoz dvou kanálů paralelně pro zvýšení průchodnosti vzorků.

Použitá instrumentace

• Modulátor: INSIGHT-Flow reverse fill/flush (SepSolve Analytical)
• Kolonová sestava: ASTM D8396 reverse phase column set
• Přenašeč plynu: vodík, modulace perioda 7,8 s
• FID: teplota 300 °C, H2 50 mL/min, vzduch 350 mL/min, makeup 5 mL/min
• Software: ChromSpace GC×GC pro řízení analýzy, tvorbu šablon (stencils) a zpracování dat

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizovaná kolona a větší objem smyčky umožnily vynikající rozlišení hlavních tříd uhlovodíků. Repetabilita metody byla ověřena na referenčním standardu (n=10), kde relativní směrodatná odchylka ploch špiček byla nižší než 2 % a odchylky hmotnostních procent v porovnání se známým složením nepřesáhly 0,5 %. Automatizovaný postup s „štablonami“ (stencils) garantuje konzistentní přiřazení oblastí jednotlivých skupin a umožňuje rychlou tvorbu zpráv o procentuálním zastoupení.
Implementace dvou modulátorů v jedné peci a řízení dvou paralelních kanálů v ChromSpace významně zdvojnásobila pracovní kapacitu bez kompromisů na datové kvalitě.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá a přesná kvantifikace skupin uhlovodíků v leteckém palivu a dieselových směsích
• Plná automatizace vyhodnocení s možností přemapování šablon mezi vzorky
• Retrofittovatelné řešení pro stávající plynové chromatografy
• Vhodné pro vysokoproduktivní laboratoře a akreditované provozy, např. při analýze TPH

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další integrace s pokročilými datovými nástroji včetně strojového učení pro prediktivní analýzu a rychlejší interpretaci výsledků. Další směry zahrnují rozšíření na spektrometrické detektory, online monitoring výroby paliv a hlubší charakterizaci nových zelených palivních směsí.

Závěr

Představená metodika GC×GC–FID s reverzním modulátorem RFF a automatizovaným vyhodnocením poskytuje robustní a vysoce výkonný nástroj pro skupinovou analýzu uhlovodíků. Flexibilita šablon a možnost paralelního provozu dvou kanálů zajišťují vysokou efektivitu a reprodukovatelnost dat, což je klíčové pro moderní palivový průmysl.

Reference

• McGregor L., Smith S., Murtada K., Ogden J., Edwards M. Group-type quantitation of hydrocarbons in aviation fuel using GC×GC–FID