Determination of Methanol in Crude Oils According to ASTM D7059-04 Using the Clarus 680 GC with S-Swafer Micro- Channel Flow Technology

Význam tématu

Analytické stanovení methanolu v surových ropných produktech je klíčové pro kontrolu kvality a bezpečnost rafinérských procesů. Díky nízké molární hmotnosti a vysoké volatility methanolu je jeho spolehlivá detekce ve složité matrici surové ropy technickou výzvou. Validovaná metoda dle ASTM D7059-04 umožňuje přesné kvantifikování methanolu i při velmi nízkých koncentracích, čímž podporuje efektivní řízení provozních parametrů a minimalizaci nežádoucích vedlejších reakcí.

Cíle a přehled studie / článku

Hlavním cílem této studie je předvést aplikaci metody ASTM D7059-04 na přístrojové platformě PerkinElmer Clarus 680 GC vybavené S-Swafer™ mikrokanálovým děličem průtoku. Studie popisuje optimalizaci chromatografických podmínek, nastavení časových událostí pro zpětné proplachování prekolony a vyhodnocení výkonu systému včetně linearity, přesnosti a opakovatelnosti měření.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzu bylo použito zařízení PerkinElmer Clarus 680 GC se dvěma sériově zapojenými kolonami a S-Swafer mikrokanálovým děličem průtoku v konfiguraci S6. Carrierem byl dusík s počátečním tlakem 2 psig; plamenový ionizační detektor (FID) pracoval při teplotě 325 °C. Předkolona (30 m × 0,530 mm, 5 µm) a analytická kolona CP-Lowox® (10 m × 0,530 mm, 10 µm) byly propojeny tenkými deaktivovanými kapilárami jako omezujícími trubičkami. Vzorky se připravily ředěním surové ropy 1:1 v toluenu s interním standardem 1-propanolem (500 ppm). Injekce 1,0 µL se prováděla v PSS injektoru při 125 °C, poté zvýšeném až na 400 °C během zpětného proplachu.

Hlavní výsledky a diskuse

Chromatogramy standardů i vzorků vykázaly dobrou separaci methanolu a interního standardu od těžších frakcí ropy. Kalibrační přímka byla lineární v rozsahu 25–1100 ppm, s koeficientem korelace >0,999. Desetiletá opakovatelnost na nízké (28 ppm) i vysoké úrovni (1096 ppm) dosáhla RSD 2,9 % resp. 0,3 %, výrazně pod limity ASTM. Díky zpětnému proplachu prekolony nedocházelo k hromadění těžkých složek na analytické koloně ani při více než 150 po sobě následujících injekcích. Metodu dále ověřily výsledky ze 20 „round-robin“ vzorků, kde jen jedno měření mírně překročilo toleranci.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká propustnost: více než 6 vzorků za hodinu díky celkové době analýzy pod 10 minut.
• Snížená údržba: nízkoteplotní počáteční injekce a zpětný proplach chrání kolony před těžkými zbytky.
• Nákladová efektivita: použití dusíku jako carrieru místo drahého helia.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj automatizace přípravy vzorků a adaptace technologie S-Swafer na stanovení jiných nízkovroucích sloučenin v komplexních matricích. Integrace s hromadnými datovými platformami a využití alternativních detektorů (MS, FPD) může rozšířit analytické schopnosti a citlivost metody. Důraz se rovněž klade na udržitelnost, zejména nahrazení vzácných plynů cenově dostupnými nosnými plyny.

Závěr

Metoda stanovení methanolu v surových ropách podle ASTM D7059-04 na GC Clarus 680 se S-Swafer technologií prokázala vysokou přesností, spolehlivou linearitou a vynikající odolností vůči složitým matricím. Rychlá analýza a minimalizovaná údržba umožňují nasazení v rutinní kvalitativní a kvantitativní kontrole surových olejů.

Reference

• ASTM D7059-04 Standard Test Method for Determination of Methanol in Crude Oils.
• Tipler A. Application Note: Determination of Methanol in Crude Oils Using PerkinElmer Clarus 680 GC with S-Swafer Micro-Channel Flow Splitting Device, PerkinElmer, 2010.