คำหลัก

น้ำมันเบนซิน; สารเติมแต่ง; สวรรค์; แก๊สโครมาโตกราฟี

1. บทนำ เนื่องจากข้อจำกัดของพลังงานปิโตรเลียมในประเทศและเทคโนโลยีการกลั่น ผลิตภัณฑ์น้ำมันที่ผลิตโดยโรงกลั่นทั่วไปในตลาดจึงขาดแคลน ซึ่งทำให้ผลิตภัณฑ์น้ำมันผสมจำนวนมากหลั่งไหลเข้าสู่ตลาด น้ำมันเบนซินผสมปกติส่วนใหญ่จะผสมกับแนฟทาอะโรมาติกผสม (น้ำมันเบา) เป็นวัตถุดิบเป็นหลัก อย่างไรก็ตาม ท่ามกลางราคาวัตถุดิบที่สูงและการเพิ่มผลกำไร สารประกอบอะนิลีนจึงมักถูกใช้เป็นสารเติมแต่งน้ำมันเบนซินที่แปลกใหม่ เพื่อให้ดัชนีคุณภาพของน้ำมันเบนซินที่มีสารเติมแต่งดังกล่าวเป็นไปตามมาตรฐานน้ำมันเบนซินรถยนต์แห่งชาติ เช่น การเติม 1% (เศษส่วนมวล) เอ็น-เมทิลอะนิลีนจะสามารถเพิ่มค่าออกเทนได้ 2-4 หน่วย [1] อย่างไรก็ตาม สารเติมแต่งอะนิลีนอาจเป็นอันตรายต่อการเคลื่อนที่และความปลอดภัยของยานพาหนะ และ N-เมทิลอะนิลีนเป็นสารประกอบที่มีไนโตรเจน ซึ่งจะนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของปริมาณไนโตรเจนออกไซด์ในไอเสียรถยนต์ ก่อให้เกิดผลเสียต่อสภาพแวดล้อมในชั้นบรรยากาศและสุขภาพของมนุษย์ . ส่วนประกอบหลักของสารเติมแต่งสวรรค์ ได้แก่ อะนิลีน, N-methylaniline, o-methylaniline, p-methylaniline, m-methylaniline และ N, n-dimethylaniline ปัจจุบัน วิธีการรายงานทั่วไปสำหรับการตรวจหาสารประกอบเมทิลอะนิลีน ได้แก่ แนฟทาลีน ไดเอทิลเอมีน สเปกโตรโฟโตเมทรี การตรวจจับเคมีลูมิเนสเซนส์โครมาโตกราฟีแก๊ส-ไนโตรเจน โครมาโตกราฟีของเหลวประสิทธิภาพสูง เป็นต้น [2-4] สเปกโตรโฟโตมิเตอร์แนฟทาลีน ไดเอทิลเอมีนแบบดั้งเดิมรบกวนผลการตรวจวัดเนื่องจากการเกิดปฏิกิริยาข้างเคียง และวิธีการ HPLC ก็ได้รับผลกระทบจากการรบกวนของเมทริกซ์น้ำมันเบนซินอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

วิธีการตรวจจับเคมีเรืองแสงด้วยแก๊สโครมาโตกราฟี-ไนโตรเจนจำเป็นต้องเตรียมเครื่องตรวจจับเคมีเรืองแสงด้วยไนโตรเจนราคาแพงซึ่งสามารถตรวจจับไนโตรเจนแบบเลือกสรรได้ มาตรฐานแห่งชาติฉบับร่างเมื่อเร็วๆ นี้ (ยังไม่ได้เผยแพร่) “โครมาโตกราฟีแบบแก๊สสำหรับการกำหนดสารประกอบออกซีและสารประกอบอะนิลีนในน้ำมันเบนซิน” ยังอธิบายถึงวิธีการวิเคราะห์โดยใช้สวิตช์ Deans บนคอลัมน์ขั้วตรงข้ามสองคอลัมน์ โดยใช้เครื่องตรวจจับเปลวไฟไอออนไฮโดรเจนทั่วไปที่มีราคาไม่แพงนัก สำหรับวิธีนี้ ThermoFisher Scientific ได้เผยแพร่เอกสารการใช้งาน (หมายเหตุการใช้งาน C GC-50) เพื่อให้เข้าใจง่าย บทความนี้จะแนะนำวิธีคอลัมน์เดียวที่เร็วขึ้น ตามมาตรฐานท้องถิ่น DB37/T-2650 ที่ออกโดยมณฑลซานตงในปี 2558 [5] ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าวิธีนี้ใช้งานง่าย มีความสามารถในการทำซ้ำได้ดีและมีความแม่นยำสูง ในเวลาเดียวกัน วิธีการนี้ได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อแก้ปัญหาการแทรกแซงของปริมาณอะนิลีนโดยองค์ประกอบเมทริกซ์ของน้ำมันเบนซิน

2. ภาพรวมของหลักการของวิธีการ ในคอลัมน์โพลาร์โพลีเอทิลีนไกลคอล (PEG) สารประกอบอะนิลีนในน้ำมันเบนซินในรถยนต์จะถูกแยกออกจากเมทริกซ์น้ำมันเบนซิน และใช้อะซิโตฟีโนนเป็นมาตรฐานภายใน เนื้อหาของอะนิลีน, N-methylaniline, o-methylaniline, p-methylaniline, m-toluidine และ N, n-dimethylaniline ในน้ำมันเบนซินของยานยนต์ถูกกำหนดโดยแก๊สโครมาโตกราฟีที่ติดตั้งเครื่องตรวจจับเปลวไฟไอออไนเซชัน (FID) และความเข้มข้นของแต่ละส่วนประกอบคือ คำนวณโดยอ้างอิงจากมาตรฐานภายใน

3. เครื่องดนตรี

3.1 Trace 1300E แก๊สโครมาโตกราฟีพร้อมทางเข้าแบบแยก/ไม่แยก

เครื่องเก็บตัวอย่างอัตโนมัติ AS1310, เครื่องตรวจจับไอออไนเซชันเปลวไฟ (FID);

3.2 ซอฟต์แวร์กิ้งก่า

3.3 ไมโครไซรินจ์: ความจุ 10uL

4. รีเอเจนต์และวัสดุ

4.1 คอลัมน์: คอลัมน์โพลาร์, TG-Wax, ความยาวคอลัมน์ 60m,

เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 0.25 มม. ความหนาของฟิล์มของเหลว0.25μm

4.2 เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น รีเอเจนต์ที่ใช้ในวิธีนี้มีความบริสุทธิ์ในเชิงวิเคราะห์และได้รับอนุญาต

ใช้รีเอเจนต์อื่นที่มีความบริสุทธิ์สูงกว่า

รีเอเจนต์ที่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์เชิงคุณภาพและเชิงปริมาณ รวมถึงอะนิลีน (Ca #62-53-3), N-

เมทิลอะนิลีน (CAS#100-61-8), โอ-เมทิลอะนิลีน (CAS#95-53-4)

พี-เมทิลอะนิลีน (CAS#106-49-0), เอ็ม-เมทิลอะนิลีน (CAS#188-44-)

1) และ N, n-ไดเมทิลอะนิลีน (CAS#121-69-7) มาตรฐานภายในคือฟีนิลีน

คีโตน (CASA #96-86-2)

5. วิธีการทดลอง

5.1 การสร้างเส้นโค้งมาตรฐาน

5.1.1 การเตรียมสารละลายมาตรฐาน: สารมาตรฐานทั้งหมดเป็นไอโซออกเทน (บริสุทธิ์ด้วยโครมาโตกราฟี)

การเจือจาง ตามลำดับด้วยสารอะนิลีน 6 ชนิดใน 0.1%, 0.2%, 0.5%, 1%,

สำหรับตัวอย่างมาตรฐานที่ระดับ 1.5% และ 2% โปรดดูตารางที่ 1 สำหรับข้อมูลความเข้มข้นโดยละเอียด

ตารางที่ 1. ตารางความเข้มข้นของตัวอย่างมาตรฐาน

5.1.2ตัวอย่างมาตรฐานได้รับการวิเคราะห์ตามวิธี GC ในตารางที่ 2

ตารางที่ 2. วิธี GC

5.1.3 เชิงคุณภาพ: ส่วนประกอบมีคุณภาพตามเวลาการเก็บรักษาของแต่ละส่วนประกอบ และโครมาโตกราฟีของตัวอย่างมาตรฐานของประเภททั่วไป (ระดับความเข้มข้น 0.1%) จะแสดงในรูปที่ 1

รูปที่ 1 โครมาโตแกรมของตัวอย่างมาตรฐานทั่วไป

5.1.4 สร้างเส้นโค้งมาตรฐาน แก้ไขวิธีการสอบเทียบในวิธีการประมวลผลข้อมูลในซอฟต์แวร์ Chameleon ประเภทการสอบเทียบเป็นแบบเชิงเส้น (ไม่บังคับเหนือจุดเริ่มต้น) ประเภทการประเมินคือพื้นที่สูงสุด และมาตรฐานภายในเป็นตัวแปร สมการเส้นโค้งมาตรฐานและค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์เชิงเส้นของแต่ละองค์ประกอบแสดงในตารางที่ 3 และเส้นโค้งมาตรฐานของแต่ละองค์ประกอบแสดงในรูปที่ 2-7

ตารางที่ 3 ข้อมูลเส้นโค้งการสอบเทียบ

5.1.5 การคำนวณผลลัพธ์: คำนวณอัตราส่วนของพื้นที่พีคของแต่ละส่วนประกอบต่อพื้นที่พีคของอะซิโตฟีโนน เศษส่วนปริมาตรมวลของแต่ละส่วนประกอบที่สอดคล้องกับอัตราส่วนจะถูกอ่านจากกราฟแก้ไขที่เหมาะสม และผลลัพธ์มีความแม่นยำถึง 0.01%。

6. ผลลัพธ์และการอภิปราย

6.1 เส้นโค้งมาตรฐาน: เส้นโค้งมาตรฐานสร้างขึ้นโดยผลิตภัณฑ์มาตรฐาน 6 รายการ ช่วงความเข้มข้นของปริมาตรอยู่ระหว่าง 0.01% ถึง 2.0% และค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์เชิงเส้น R2 มากกว่า 0.999 ตามลำดับ (ดูรายละเอียดในตารางที่ 3)

6.2 การตรวจสอบและเพิ่มประสิทธิภาพวิธีการ: เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการสลับคณบดี วิธีการแบบคอลัมน์เดียวที่นำมาใช้ในบทความนี้มีข้อดีคือ ต้นทุนต่ำ ใช้งานง่าย และทำซ้ำได้สูง อย่างไรก็ตาม ส่วนประกอบบางอย่างในเมทริกซ์ของน้ำมันเบนซินอาจส่งผลต่อสารประกอบอะนิลีน

ตัวอย่างเช่น ตามวิธีการที่อธิบายไว้ในบทความนี้ เมื่อทำการทดสอบตัวอย่างเมทริกซ์น้ำมันเบนซินเปล่า พบว่าหลังจากเปรียบเทียบกับโครมาโตกราฟีของตัวอย่างมาตรฐาน จะมีพีคที่ประมาณ 0.04 นาที (ความกว้างพีคของพีคคือ 0.07 นาที) จากส่วนประกอบอะนิลีนของผลิตภัณฑ์มาตรฐาน ซึ่งรบกวนการวิเคราะห์อะนิลีน (ดูรูปที่ 2)

3

มะเดื่อ. 2. การเปรียบเทียบระหว่างสเปกตรัมสารละลายมาตรฐานอะนิลีนกับสเปกตรัมเมทริกซ์น้ำมันเบนซินเปล่า

เพื่อยืนยันว่าสารนี้ไม่ใช่สวรรค์ และขจัดสิ่งรบกวนต่อปริมาณสวรรค์ วิธีการในบทความนี้ได้รับการปรับให้เหมาะสม และกระบวนการเพิ่มอุณหภูมิของโปรแกรมก็คือ

คำอธิบาย DB37/T-2650 ที่ 5°C /นาที เปลี่ยนเป็น 4°C /นาที ตัวอย่างเมทริกซ์น้ำมันเบนซินที่เติมตัวอย่างมาตรฐานถูกวิเคราะห์ด้วยวิธีนี้ ดังที่สามารถเห็นได้จากรูปที่ 3,

วิธีการที่เหมาะสมที่สุดสามารถแยกส่วนประกอบนี้ออกจากอะนิลีนในเมทริกซ์น้ำมันเบนซิน และพิสูจน์เพิ่มเติมว่าสามารถรับตัวอย่างน้ำมันได้โดยวิธี DB37/T-2650

จุดสูงสุดที่ 21.905 นาที ไม่ใช่สวรรค์ กลุ่มสัญญาณรบกวนถูกกำหนดให้เป็นแนฟทาลีนโดยแมสสเปกโตรเมตรีเชิงคุณภาพและการเปรียบเทียบมาตรฐาน

มะเดื่อ. 3. การเปรียบเทียบสเปกตรัมของตัวอย่างน้ำมัน ตัวอย่างอะนิลีน และเมทริกซ์น้ำมันเบนซิน (วิธีการปรับให้เหมาะสม)

6.2 การทดลองอัตราการคืนสภาพและความแม่นยำ: การทดลองอัตราการคืนสภาพมาตรฐานดำเนินการโดยใช้เมทริกซ์น้ำมันเบนซินเปล่า และดำเนินการอัตราการคืนสภาพมาตรฐานด้วยระดับการเติม 100ppm (n=5) ผลลัพธ์ถูกแสดงไว้ในตารางที่ 4

ตารางที่ 4. ผลการทดสอบอัตราการฟื้นตัวและความสามารถในการทำซ้ำ

7.บทสรุป

การทดลองนี้อ้างอิงถึงมาตรฐานท้องถิ่น DB37/T-2650 ของมณฑลซานตง และใช้เครื่องตรวจจับ FID เพื่อตรวจจับสารประกอบอะนิลีนในน้ำมันเบนซิน วิธีการนั้นง่ายและผลลัพธ์ก็เชื่อถือได้ แม้ว่าการรบกวนอาจถูกนำมาใช้ในการวิเคราะห์จริง แต่การรบกวนของแนฟทาลีนในซับสเตรตน้ำมันเบนซินบางชนิดต่อการวิเคราะห์อะนิลีนสามารถหลีกเลี่ยงได้โดยการปรับสภาวะให้เหมาะสม

อ้างอิง:

-1-Zhong Shaofang, WEN Huan และคณะ การหาปริมาณสารเติมแต่งเมทิลอะนิลีนในเครื่องยนต์เบนซินโดยวิธีโครมาโตกราฟีแบบแก๊ส [J] ห้องปฏิบัติการสเปกตรัม ปี 2555 เล่มที่ 29 ฉบับที่ 6 3564-3567

［2］Zhang Maolin, LI Baoding, ZHANG Yufa.ศึกษาการหาปริมาณ N-methylaniline โดย Spectrophotometry [J] วารสารมหาวิทยาลัยเจิ้งโจวเกรน, 2000, 21(2) : 86-88.

-3-Liu Baomin, LIU Minghong, XU Hong และคณะ การศึกษาการตรวจวิเคราะห์อะนิลีน เอ็น-เมทิลอะนิลีน และ N, เอ็น-ไดเมทิลอะนิลีนในอากาศพร้อมกันโดยวิธีโครมาโทกราฟีของเหลวสมรรถนะสูง [J] วารสารการตรวจสุขภาพจีน, 2552, 19(8) : 1804-1807.

［4］Yang Yongtan, Wu Ming-qing, WANG Zheng.การกระจายตัวของสารประกอบที่มีไนโตรเจนในน้ำมันเร่งปฏิกิริยาโดยวิธีโครมาโทกราฟีแบบแก๊ส-การตรวจจับเคมีเรืองแสงของไนโตรเจน [J] โครมาโตกราฟี,2010, 28(4): 336 — 340

DB37/T-2650 การหาปริมาณสารประกอบอะนิลีนในเครื่องยนต์เบนซินโดยวิธีแก๊สโครมาโตกราฟี