Determination of Aromatic Hydrocarbons in Diesel Fuel by LC-RID According to ASTM D6591

Význam tématu

Správné stanovení aromatických uhlovodíků v naftových palivech je klíčové pro hodnocení kvality, spalovacích vlastností a splnění přísných environmentálních norem. Metody založené na kapalinové chromatografii s refraktometrickou detekcí (LC-RID) představují spolehlivou alternativu k fluorometrickým postupům, jejichž reagencie mohou být nedostupné nebo neposkytují konzistentní výsledky.

Cíle a přehled studie

Cílem prezentované studie je demonstrovat aplikaci metody ASTM D6591 pro kvantifikaci mono-, di- a vícenásobně aromatických uhlovodíků (MAH, DAH, T+AH) v naftových a středních destilátech s využitím Shimadzu Prominence HPLC se systémem zpětného proplachu kolony. Metoda je srovnatelná s EPA standardem ASTM D1319, avšak nepoužívá fluorometrické barvivo.

Použitá metodika a instrumentace

Analytická metodika:

• Mobilní fáze: n-heptan, HPLC třída
• Průtok: 0,8 mL/min; objem injekce: 3 µL; teplota kolony i RID: 35 °C
• Šestijamkový dvoupolohový ventil pro zpětný proplach T+AH po průchodu DAH

Kolony:

• Shim-pack GIST NH2 (250 × 4,6 mm, 3 µm)
• Varianta ochranné kolony NH2 (10 × 4,0 mm, 5 µm)

Standardy a kalibrace:

• Systémový standard obsahující cyklohexan, o-xylén, dibenzothiofen a 9-methylanthracen
• Čtyři kalibrační směsi v koncentracích definovaných v Tabulce 1

Software: LabSolutions LC/GC od Shimadzu.

Hlavní výsledky a diskuse

Rozlišení cyklohexan–o-xylén dosáhlo hodnoty 8,9 (minimálně 5,0 dle ASTM D6591). Retenční časy proxy sloučenin byly: cyklohexan 4,35 min, o-xylén 5,88 min, dibenzothiofen 8,89 min a 9-methylanthracen 9,81 min. Kalibrační křivky vykázaly lineární závislost s koeficienty r² ≥ 0,99999. Precision (RSD) pro retenční časy a plochy špiček byla pod 0,2 % (s výjimkou plochy T+AH: 1,49 %). Test na reálném vzorku nafty prokázal dostatečnou separaci pro kvantifikaci všech skupin aromátů podle ASTM D6591.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoké rozlišení a reprodukovatelnost analýz bez závislosti na fluorometrickém barvivu
• Úspora času a nižší spotřeba mobilní fáze oproti tradičním protokolům
• Kompliance také s metodou ASTM D6379 bez změny konfigurace přístroje

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další vývoj selektivních stacionárních fází pro zlepšení rychlosti separace, integrace s on-line přípravou vzorku a rozšíření detekčních systémů (např. hmotnostní detekce) pro detailnější charakterizaci složitých paliv. Možné je také zavedení pokročilých datových algoritmů a strojového učení pro automatizované zpracování chromatografických dat a predikci emisních parametrů paliv.

Závěr

Prezentovaná metoda LC-RID podle ASTM D6591 na přístroji Shimadzu Prominence HPLC poskytuje robustní, rychlé a přesné stanovení aromatických uhlovodíků v naftových produktech. Je vhodná pro rutinní laboratorní provoz i pro průmyslové QA/QC díky minimálním požadavkům na údržbu a možnostem souběžné aplikace více metod bez změny konfigurace.

Reference

1. ASTM D1319-18 Standard Test Method for Hydrocarbon Types in Liquid Petroleum Products by Fluorescent Indicator Adsorption, ASTM International, 2018
2. ASTM D6591-18 Standard Test Method for Determination of Aromatic Hydrocarbon Types in Middle Distillates—High Performance Liquid Chromatography Method with Refractive Index Detection, ASTM International, 2018
3. ASTM D6379-11 Standard Test Method for Determination of Aromatic Hydrocarbon Types in Aviation Fuels and Petroleum Distillates—High Performance Liquid Chromatography Method with Refractive Index Detection, ASTM International, 2011