Applications of PTV Injectors for Problem Solving in the Petrohemical Industry Part 2:- In-Liner Derivatisation for the Analysis of Organic Acid Mixtures

Význam tématu

Analýza smíšených proudů karboxylových kyselin, zejména succinové a levulinové kyseliny, je klíčová pro řízení výroby octové kyseliny v petrochemickém průmyslu. Konvenční derivatizační postupy jsou však časově náročné, vyžadují rozsáhlou přípravu vzorku a vysokou spotřebu reagentů, což omezuje výkonnost analytických laboratoří.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem studie bylo vyvinout rychlou, spolehlivou a ekonomickou metodu pro kvantifikaci succinové a levulinové kyseliny přímo v procesních vzorcích pomocí in-liner derivatizace na PTV injektoru s následnou kapilární GC analýzou.

Použitá metodika a instrumentace

• PTV injektor Optic 200 integrovaný do GC Chrompack CP9001 s FID detektorem, data zpracováno v systému VG Multichrom.
• GC kolona CPSIL8 (25 m × 0,53 mm, film 0,5 μm).
• PTV program: injekce při 45 °C (zastavený tok), rychlý ohřev 16 °C/s na 250 °C, derivatizace 2 min, přenos derivátů tlakem 0,7 bar.
• Derivatizační činidlo: BSTFA pro tvorbu trimethylsilyl etherů; rozpouštědlo THF; standardy succinové a levulinové kyseliny.
• Příprava vzorků: 850 μL vzorku v THF + 350 μL BSTFA, injekce 1 μL do PTV.

Hlavní výsledky a diskuse

• Silylační reakce s BSTFA dosahuje úplné přeměny na trimethylsilyl deriváty s vysokou přesností a opakovatelností.
• Externí kalibrace succinové kyseliny v rozsahu 50–100 % hmotn. vykázala lineární závislost (R² = 0,9993) a opakovatelnost ±1 % (95% spolehlivost).
• Stanovení levulinové kyseliny v rozsazích 1–10 % a 0–1 % hmotn. dosáhlo R² > 0,9998, detekční limit ~0,25 % ±0,02 %.
• Doba analýzy se zkrátila z ~3 hodin u konvenční methylace na ~35 minut (pětinásobné zkrácení).

Přínosy a praktické využití metody

• Zvýšení průchodnosti vzorků díky výraznému zkrácení doby analýzy.
• Snížení pracnosti a spotřeby reagentů, minimalizace rizika poškození kolony.
• Snadná integrace do rutinní procesní kontroly petrochemických provozů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření postupu na další typy karboxylových kyselin a derivatizační činidla.
• Automatizace a online monitoring procesů za využití pokročilých PTV systémů.
• Aplikace v odlišných odvětvích průmyslové analytiky nad rámec výroby octové kyseliny.

Závěr

In-liner derivatizace na PTV injektoru nabízí rychlý, přesný a úsporný přístup ke kvantifikaci succinové a levulinové kyseliny v průmyslových vzorcích. Metoda přináší pětinásobné zkrácení doby analýzy, redukci spotřeby reagentů a minimalizaci přípravy vzorku, což významně zlepšuje efektivitu a snižuje náklady analytických postupů.

Reference

1. Blau K., Halket J. Handbook of Derivatives for Chromatography. 2. vydání. Wiley, 1985.
2. Bannon C. D. et al. J. Chromatogr. 247 (1982) 63.
3. Craston D. H. et al. Chromatographia [in press], 1998.
4. Janssen H.-G. ATAS Training Manual. University of Technology Eindhoven, 1996.
5. Bosboom J. C. et al. J. Chromatogr. A, 724 (1996) 384.
6. Poy F. S. et al. J. Chromatogr., 217 (1981) 81.
7. Olsen R. K. J. Org. Chem., 35 (1970) 1912.