Sulfur Chemiluminescence Detectors for Gas Chromatography

Význam tématu

Detekce sírových sloučenin v ropných produktech a zemním plynu je kritická pro ochranu technologií, prevenci koroze, zajištění kvality paliv a minimalizaci nepříjemných zápachů. Nízké koncentrace těchto reaktivních a často polárních látek představují analytickou výzvu, neboť vyžadují vysokou selektivitu, citlivost a odolnost proti rušení, aby bylo možné spolehlivě stanovit jejich množství na úrovni ppb.

Cíle a přehled studie

Prezentovaný materiál ukazuje implementaci a výkon dvou standardizovaných metod (ASTM D5504 pro zemní plyn a ASTM D5623 pro benziny) na instrumentaci Agilent 7890 GC vybavené patentovanou detekcí Dual Plasma Sulfur Chemiluminescence Detector (DP SCD). Cílem bylo prokázat vysokou selektivitu, lineární odezvu a stabilitu metody při sledování 15 reprezentativních sírových sloučenin v různých matricích.

Použitá instrumentace

• Chromatograf: Agilent 7890 GC
• Detektor: Dual Plasma Sulfur Chemiluminescence Detector (DP SCD), Agilent Technologies
• Kolony: HP-1 60 m×0,53 mm×5 µm (metoda ASTM D5504), HP-1 30 m×0,32 mm×4 µm (metoda ASTM D5623)
• Předstupňový vstup: SS Sulfinert® upravený
• On-line systém ředění plynu s injekčním ventilem pro dynamickou a statickou injekci
• Plamenová komůrka: teplota 800 °C, vakuum hořáku 372 torr, vakuum reakční buňky 5 torr
• Gazy: H2 40 ml/min, vzduch 53 ml/min

Použitá metodika

Analýza vychází ze dvou metodických protokolů: metoda ASTM D5504 sleduje 15 sloučenin v zemním plynu, metoda ASTM D5623 rozšiřuje analýzu na benziny. Obě metody využívají sepnuté a nesepnuté trychtýřové injekční režimy, řízený program teplot v peci a on-line ředění vzorku pro dosažení nízkých detekčních limitů.

Hlavní výsledky a diskuse

• Detekční limity dosahují úrovně cca 1,3 ppb, se signál-šum poměrem (S/N) až kolem 12 pro nejnižší koncentrace.
• Krátkodobá opakovatelnost (8 h) i dlouhodobá stabilita (72 h) vykazují RSD typicky pod 5 % u většiny sloučenin, včetně složek ve stopech.
• Lineární a ekivokatní odezva potvrzuje přesné kvantitativní stanovení ve všech sledovaných koncentracích.
• Vysoce selektivní chemiluminiscenční detekce minimalizuje rušivé vlivy uhlovodíků a dalších matricových komponent.

Přínosy a praktické využití metody

DP SCD umožňuje spolehlivou a citlivou identifikaci sírových látek v komplexních směsích paliv, plynů i petrochemikálií. Díky nízkým detekčním limitům a vynikající selektivitě nachází využití v QA/QC laboratořích rafinerií, plynáren, při environmentálních analýzách i v akademickém výzkumu.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace GC×GC pro lepší rozlišení složitých vzorků.
• Vývoj přenosných GC-SCD jednotek pro on-site monitoring procesů.
• Automatizace ředění a přípravy vzorků pro vyšší propustnost a reprodukovatelnost měření.
• Kombinace s hmotnostní spektrometrií pro identifikaci neznámých sírových sloučenin.

Závěr

DP SCD na platformě Agilent 7890 GC představuje robustní, vysoce citlivou a selektivní nástrojovou kombinaci pro kvantitativní stanovení stopových sírových látek v širokém spektru ropných a plynných matric. Metoda splňuje požadavky ASTM standardů a nabízí stabilní výkon s výbornou opakovatelností i dlouhodobou stabilitou.