Analysis of Aromatic Hydrocarbons in Fuels by ASTM D6379 and D6591 on a Single HPLC Platform

Význam tématu

Stanovení aromatických uhlovodíků v palivech je klíčové pro hodnocení vlastností spalování a splnění environmentálních předpisů. Tradiční metoda ASTM D1319 čelí nedostupnosti klíčových reagentů, proto analytické laboratoře hledají moderní a spolehlivé alternativy.

Cíle a přehled studie

Tento článek hodnotí použití metod ASTM D6379 pro letecká kerozina a střední destiláty a D6591 pro motorovou naftu na jednotné HPLC platformě Shimadzu Prominence. Cílem bylo ověřit rozlišení, linearitu, přesnost a opakovatelnost kvantifikace monoaromatických (MAH), diaromatických (DAH) a těžších aromatických sloučenin (T+AH).

Použitá metodika a instrumentace

Obě metody využívají izokratickou normální fázi s mobilní fází heptanem a refraktometrickou detekcí. V případě ASTM D6379 jsou sériově použity kolony Shim-pack GIST NH2 (4.6×250 mm, 5 µm) a Shim-pack GIS CN (4.6×150 mm, 5 µm). Pro ASTM D6591 se nasadil jediný Shim-pack GIST NH2 (4.6×250 mm, 3 µm) s guard kolonu Shim-pack GIST NH2 (4.0×10 mm, 5 µm).

Parametry analýzy:

• Mobilní fáze: heptan (HPLC grade)
• Průtok: 1.0 mL/min pro D6379, 0.8 mL/min pro D6591
• Teplota kolony a detektoru: 35 °C
• Objem injekce: 1 µL (D6379), 3 µL (D6591)
• Doba analýzy: 15 min (D6379), 28 min (D6591)
• Backflush (pouze D6591): 9.24 min pro odstranění těžších aromátů

Instrumentace:

• Shimadzu Prominence HPLC: LC-20AD pumpa, DGU-20A5R odplyňovač, SIL-20AC autosampler, CTO-20AC kolonna trouba se 2polohovým ventilem, RID-20A refraktometrický detektor

Hlavní výsledky a diskuse

Test se systémovým rozlišením prokázal R > 8.9 mezi cyclohexanem a o-xylénem, což výrazně převyšuje požadavky ASTM a IP. Kalibrační křivky pro o-xylén, 1-methylnaphthalen, 9-methylanthracen a dibenzothiofen dosáhly koeficientu korelace r2 > 0.9999. Opakovatelnost retence je lepší než 0.035 % RSD a variabilita ploch píků nepřesahuje 1 % RSD. Separace saturátů, MAH, DAH a T+AH je plně vyhovující pro kvantitativní stanovení.

Přínosy a praktické využití metody

Jednotná HPLC platforma umožňuje rychlejší a přesnější kvantifikaci aromat v různých palivech, nahrazuje zastaralou metodu D1319, snižuje spotřebu rozpouštědel a zjednodušuje provoz v QA/QC laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další miniaturizace HPLC systémů, integrace s hmotnostní spektrometrií pro detailní speciation, plná automatizace QA/QC procesů a použití kolon s menšími částicemi pro zvýšení průchodnosti a efektivity analýz.

Závěr

Shimadzu Prominence HPLC úspěšně splnila požadavky metod ASTM D6379 a D6591, prokázala vysokou linearitu, stabilní retenci, vynikající rozlišení a reprodukovatelnost. Metoda nabízí spolehlivou moderní alternativu k tradičnímu postupu ASTM D1319.

Reference

• ASTM D1319-18 Standard Test Method for Hydrocarbon Types in Liquid Petroleum Products by Fluorescent Indicator Adsorption, ASTM International, 2018
• 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
• 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