Determination of total fluorine, chlorine, bromine, and sulfur in liquefied petroleum gas by pyrohydrolytic combustion ion chromatography
Aplikace | 2019 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Liquefied Petroleum Gas (LPG) představuje významný energetický zdroj a surovinu s širokým uplatněním. Přítomnost halogenů a síry v LPG může výrazně ovlivnit kvalitu paliva, způsobit korozi zařízení, zanášení katalyzátorů a snížení tržní hodnoty. Potřeba spolehlivého, citlivého a rychlého stanovení celkového obsahu fluoridu, chloridu, bromidu, jodidu a sulfátu v LPG je proto klíčová pro průmyslovou kontrolu kvality, analytickou laboratoř i výzkum nových procesů.
Cílem této aplikace bylo předvést metodu pyrohydrolytického spalování spojenou s iontovou chromatografií (CIC) pro stanovení celkových halogenů a síry v n-butanu LPG podle ASTM D7994. Studie zahrnovala optimalizaci spalovacího postupu, výběr absorpčního činidla, nastavení chromatografických podmínek a ověření kalibrace získané prostřednictvím postupného spalování opakovaných 30µL varen jediné standardní náplně.
Metoda umožňuje spolehlivou lineární kalibraci chloridu, bromidu a sulfátu (r²>0,998) a kvadratickou pro fluorid (r²>0,999) v rozsahu 2–18 mg/kg LPG. Detekční limity MDL při malém injekčním objemu (5 µL) dosahují okolo desítek µg/kg pro F a S, stovek µg/kg pro Cl a mg/kg pro Br a I. Rozpětí zpětných zisků (recoveries) bylo 85–107 % a RSD do 2 %. Pro jodid byla z důvodu méně stabilní absorpce potřeba přidat hydrazin, čímž vznikla lineární kalibrace se sníženou citlivostí a nižšími zisky (~79 %). Pro stanovení trace prvků lze využít postupné spalování jednoho standardu k vytvoření vícebodové kalibrace.
Popsaná metoda pyrohydrolytické spalovací IC je robustní, přesná a vhodná pro rutinní kontrolu kvality LPG. Umožňuje stanovit celkové halogeny a síru v širokém rozsahu koncentrací s minimálními zásahy obsluhy a vysokou reprodukovatelností.
Iontová chromatografie
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Liquefied Petroleum Gas (LPG) představuje významný energetický zdroj a surovinu s širokým uplatněním. Přítomnost halogenů a síry v LPG může výrazně ovlivnit kvalitu paliva, způsobit korozi zařízení, zanášení katalyzátorů a snížení tržní hodnoty. Potřeba spolehlivého, citlivého a rychlého stanovení celkového obsahu fluoridu, chloridu, bromidu, jodidu a sulfátu v LPG je proto klíčová pro průmyslovou kontrolu kvality, analytickou laboratoř i výzkum nových procesů.
Cíle a přehled studie
Cílem této aplikace bylo předvést metodu pyrohydrolytického spalování spojenou s iontovou chromatografií (CIC) pro stanovení celkových halogenů a síry v n-butanu LPG podle ASTM D7994. Studie zahrnovala optimalizaci spalovacího postupu, výběr absorpčního činidla, nastavení chromatografických podmínek a ověření kalibrace získané prostřednictvím postupného spalování opakovaných 30µL varen jediné standardní náplně.
Použitá metodika a instrumentace
- Spalovací modul AQF-2100H (Mitsubishi Chemical Analytech) s řízením násypky (ABC-210), modulem pro vpravení LPG (GI-260), horizontální pecí HF-210 a pohlcovacím zařízením GA-211.
- TORCH-fed spalování ve dvoustupňové teplotě: 800 °C pro pyrolytickou fázi, 900 °C pro hydrolytickou fázi za atmosféry argonu a kyslíku.
- Absorpční roztok: 10 mL ASTM Type I vody s 50 mg/L H2O2 pro F, Cl, Br, S; modifikovaně s přídavkem 1000 mg/L hydrazinu pro I.
- Iontová chromatografie Thermo Scientific Dionex Integrion HPIC s RFIC, eluentovým generátorem EGC-500 (KOH), trap kolonkou CR-ATC 600, potlačovačem ADRS 600, analytickou kolonou IonPac AS20 (2×250 mm) a guard AG20 (2×50 mm).
- Eluce elektrolyticky generovaným gradientem 10–38 mM KOH při 0,375 mL/min, 35 °C, detekce potlačenou vodivostí.
Hlavní výsledky a diskuse
Metoda umožňuje spolehlivou lineární kalibraci chloridu, bromidu a sulfátu (r²>0,998) a kvadratickou pro fluorid (r²>0,999) v rozsahu 2–18 mg/kg LPG. Detekční limity MDL při malém injekčním objemu (5 µL) dosahují okolo desítek µg/kg pro F a S, stovek µg/kg pro Cl a mg/kg pro Br a I. Rozpětí zpětných zisků (recoveries) bylo 85–107 % a RSD do 2 %. Pro jodid byla z důvodu méně stabilní absorpce potřeba přidat hydrazin, čímž vznikla lineární kalibrace se sníženou citlivostí a nižšími zisky (~79 %). Pro stanovení trace prvků lze využít postupné spalování jednoho standardu k vytvoření vícebodové kalibrace.
Přínosy a praktické využití metody
- Automatizované zpracování LPG vzorků a eliminace složitého matricového vlivu.
- Vysoká reprodukovatelnost a přesnost stanovení halogenů a síry.
- Ekonomika kalibrace – vícenásobné spalování jednoho standardního LPG vzorku.
- Minimální operativní zásahy, zvýšená bezpečnost práce s vysoce hořlavými plyny.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Integrace spalovacího modulu s hmotnostní spektrometrií (IC-MS) pro rozšířené speciační stanovení halogenovaných a sírových látek.
- Zkrácení doby analýzy optimalizací gradientů a modulárním uspořádáním automatizovaného zařízení.
- Adaptace metody pro nové biopaliva, odpadní plyny a vzorky s nízkým obsahem halogenů.
Závěr
Popsaná metoda pyrohydrolytické spalovací IC je robustní, přesná a vhodná pro rutinní kontrolu kvality LPG. Umožňuje stanovit celkové halogeny a síru v širokém rozsahu koncentrací s minimálními zásahy obsluhy a vysokou reprodukovatelností.
Reference
- ASTM D7994 – Standard Test Method for Total Fluorine, Chlorine, and Sulfur in LPG by Combustion Ion Chromatography.
- Thermo Scientific Technical Note TN72211: Combustion Ion Chromatography with Dionex Integrion HPIC System.
- Thermo Scientific Technical Note TN175: Configuring the Dionex Integrion HPIC System for Reagent-Free IC.
- Mitsubishi Chemical Analytech Operation Manual AQF-2100H Combustion Unit.
- International Energy Agency: Key World Energy Statistics, 2018.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Determination of total fluorine, chlorine, bromine, and sulfur in liquefied petroleum gas by pyrohydrolytic combustion ion chromatography with sample preconcentration
2020|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION UPDATE 73279 Determination of total fluorine, chlorine, bromine, and sulfur in liquefied petroleum gas by pyrohydrolytic combustion ion chromatography with sample preconcentration Authors: Terri Christison1, Adelon Agustin2, and Jeff Rohrer1; 1Thermo Fisher Scientific, Sunnyvale, CA, USA; 2COSA Xentaur, Houston,…
Klíčová slova
lpg, lpgcombustion, combustionpyrohydrolytic, pyrohydrolyticintegrion, integriondionex, dionexaxp, axpchromeleon, chromeleonliquefied, liquefiedsulfur, sulfurabsorption, absorptionpreconcentration, preconcentrationconcentrator, concentratorthermo, thermosample, samplegas
Industrial Ion Chromatography application note compendium
2020|Thermo Fisher Scientific|Příručky
Table of contents Overview Chemicals Materials Batteries Electronics Oil and Gas Biofuels Power Industrial Ion Chromatography application note compendium Industrial application note compendium Table of contents Materials There is a broad range of industrial applications that are ideally suited for…
Klíčová slova
biofuels, biofuelsbatteries, batterieselectronics, electronicsanions, anionscic, cicpower, poweroil, oilamines, aminescontents, contentschemicals, chemicalstrace, traceoverview, overviewtable, tablematerials, materialssulfuric
Determination of halogens in polymers and electronics using a combustion ion chromatography system
2017|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 72573 Determination of halogens in polymers and electronics using a combustion ion chromatography system Authors Beibei Huang and Jeffrey Rohrer Thermo Fisher Scientific, Sunnyvale, CA, USA Goal Develop a test method to quantify halogens (fluorine, chlorine, bromine, and…
Klíčová slova
cic, cichalogens, halogenspcb, pcbhalogen, halogencombustion, combustionarea, areapolymers, polymersdionex, dionexiodide, iodidepolymer, polymerhpic, hpicsample, samplebromide, bromideconcentration, concentrationfluoride
Determination of chlorine and bromine in rubber products using hydropyrolytic combustion ion chromatography
2023|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note | 001583 Industrial Determination of chlorine and bromine in rubber products using hydropyrolytic combustion ion chromatography Authors Goal Yukiko Kawahara, Terri Christison, To demonstrate the determination of total chlorine and bromine in rubber and synthetic Manali Aggrawal, and…
Klíčová slova
bromine, brominechlorine, chlorineconstant, constantabsorption, absorptioncombustion, combustionhalogen, halogenfactor, factorvolume, volumerubber, rubberbromide, bromideboat, boatchloride, chlorideanalytech, analytechsample, samplerecovery