New, Highly-Characterized Reference Standards: Reformate, Heavy Naphtha, Pyrolysis Gasoline

Význam tématu

Analýza ropných produktů vyžaduje referenční standardy, které co nejlépe odpovídají složení skutečných procesních proudů. Dosavadní syntetické směsi postrádaly komplexitu reforemátů, těžkých naft a pyrolýzních benzínů. Autentické a vysoce charakterizované standardy usnadňují kvalifikované hodnocení rafinérních procesů, detekci kontaminace a vývoj analytických metod.

Cíle a přehled studie / článku

Článek představuje novou řadu tří referenčních standardů – reforemát, těžkou naftu a pyrolýzní benzín – připravených z reálných vzorků ropné rafinérie. Hlavním cílem bylo nabídnout jak kvalitativní, tak kvantitativní materiály pro použití v GC‐FID a GC‐MS postupech, které přesně odráží složení látek nacházejících se v praxi.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky reforemátu, těžké nafty a pyrolýzního benzínu byly odebrány přímo ze streamů rafinérie, stabilizovány 1,3-fenylendiaminem (u pyrolýzního benzínu) a stočeny do 1mL ampulí pod dusíkem. Homogenitu balení ověřovala QA oddělení a externí hodnotitel (Consolidated Sciences Inc.). Analýzu složení provedli:

• GC‐FID s Petrocol™ DH kapilární kolonkou (100 m × 0,25 mm, 0,50 µm film)
• GC‐MS s otevřeným split rozhraním pro konzistentní retenční časy
• Silika-gelová sloupcová chromatografie pro dělení aromátů a saturátů (u těžké nafty)

Teplotní programování a hlava injektoru při 200 °C optimalizují volatilizaci vyšších molekul. U pyrolýzního benzínu byla zajištěna minimální rozkladnost termolabilního DCPD při vyšší injekční teplotě.

Hlavní výsledky a diskuse

Každý standard je dodáván s chromatogramy: originálního vzorku a (v případě nafty) samostatně aromatické a saturátové frakce. Výsledky uvádějí složení podle oblasti špiček (area %) pro přesné a reprodukovatelné srovnání:

• Reforemát: převaha aromátů vznikajících dehydrogenací naphthenů, zvýšení oktanového čísla z ~40 až na >100.
• Těžká nafta: distilační řez 170–320 °F, nízké oktanové hodnoty, detailní rozbor parafinů a naphthenů.
• Pyrolýzní benzín: bohatý na aromáty (30–50 % benzenu),>1 % DCPD, významný zdroj olefinů.

Identifikace izomerů a měřitelné molekulové hmotnosti pomáhají odhalit méně zastoupené komponenty. Spolehlivost stanovení area % eliminuje diskuse o hmotnostních či objemových procentech.

Přínosy a praktické využití metody

Autentické referenční standardy přinášejí:

• Vylepšenou přesnost kvantifikace i identifikace v reálných vzorcích
• Optimalizaci rafinérních procesů a sledování výkonu konverze
• Detekci a lokalizaci kontaminací
• Efektivnější vývoj a validaci analytických metod (PIANO, GC‐FID, GC‐MS)
• Podporu školení a zvyšování kvalifikace laborantů

Budoucí trendy a možnosti využití

Vývoj referenčních materiálů se bude ubírat ke:

• Rozšíření sortimentu o další procesní proudy (např. LNG, biopaliva)
• Integraci s pokročilými detektory (HR‐MS, dvourozměrná GC×GC)
• Digitální dokumentaci a sdílení chromatografických dat v online databázích
• Automatizované hodnocení kvality a identifikace s podporou AI

Závěr

Představené referenční standardy reforemátu, těžké nafty a pyrolýzního benzínu nabízejí věrným odrazem komplexního složení ropných produktů výrazné zlepšení přesnosti a reprodukovatelnosti analytických měření. Jsou klíčovým nástrojem pro rafinérský průmysl, vývoj metod a odbornou přípravu.

Reference

Henderson D., Cole S. B., New, Highly-Characterized Reference Standards: Reformate, Heavy Naphtha, Pyrolysis Gasoline. Supelco Reporter, Vol. 13, No. 4, 1994.