WYKORZYSTANIE CHROMATOGRAFII GAZOWEJ DO DESTYLACJI SYMULOWANEJ (SIMDIS). AKTUALNY STAN WIEDZY I NOWE PERSPEKTYWY



Podobne dokumenty
Ocena przydatności i optymalizacja warunków rozdzielania w chromatografii gazowej bez oddziaływań sorpcyjnych (EC-GC)

HPLC? HPLC cz.1. Analiza chromatograficzna. Klasyfikacja metod chromatograficznych

WYMAGANIA EDUKACYJNE SPOSOBY SPRAWDZANIA POSTĘPÓW UCZNIÓW WARUNKI I TRYB UZYSKANIA WYŻSZEJ NIŻ PRZEWIDYWANA OCENY ŚRÓDROCZNEJ I ROCZNEJ

PRAWA ZACHOWANIA. Podstawowe terminy. Cia a tworz ce uk ad mechaniczny oddzia ywuj mi dzy sob i z cia ami nie nale cymi do uk adu za pomoc

Gruntowy wymiennik ciepła PROVENT- GEO

UCHWAŁA... Rady Miejskiej w Słupsku z dnia...

Harmonogramowanie projektów Zarządzanie czasem

4A. Chromatografia adsorpcyjna B. Chromatografia podziałowa C. Adsorpcyjne oczyszczanie gazów... 5

ZAPYTANIE OFERTOWE. Tłumaczenie pisemne dokumentacji rejestracyjnej ZAPYTANIE OFERTOWE

U M O W A. zwanym w dalszej części umowy Wykonawcą

Załącznik nr 3 do Stanowiska nr 2/2/2016 WRDS w Katowicach z r.

Bielsko-Biała, dn r. Numer zapytania: R WAWRZASZEK ISS Sp. z o.o. ul. Leszczyńska Bielsko-Biała ZAPYTANIE OFERTOWE

Instrukcja sporządzania skonsolidowanego bilansu Miasta Konina

PLAN POŁĄCZENIA SPÓŁEK

Od redakcji. Symbolem oznaczono zadania wykraczające poza zakres materiału omówionego w podręczniku Fizyka z plusem cz. 2.

Podstawa prawna: Ustawa z dnia 15 lutego 1992 r. o podatku dochodowym od osób prawnych (t. j. Dz. U. z 2000r. Nr 54, poz. 654 ze zm.

Politechnika Warszawska Wydział Matematyki i Nauk Informacyjnych ul. Koszykowa 75, Warszawa

Jak usprawnić procesy controllingowe w Firmie? Jak nadać im szerszy kontekst? Nowe zastosowania naszych rozwiązań na przykładach.

SPORZĄDZANIE ROZTWORÓW

Udoskonalona wentylacja komory suszenia

DZIENNIK URZĘDOWY WOJEWÓDZTWA ŁÓDZKIEGO

Wniosek o ustalenie warunków zabudowy

Objaśnienia do Wieloletniej Prognozy Finansowej na lata

ZASADY WYPEŁNIANIA ANKIETY 2. ZATRUDNIENIE NA CZĘŚĆ ETATU LUB PRZEZ CZĘŚĆ OKRESU OCENY

Regulamin rekrutacji i uczestnictwa uczniów do działań projektu Za rękę z Einsteinem edycja II

- 70% wg starych zasad i 30% wg nowych zasad dla osób, które. - 55% wg starych zasad i 45% wg nowych zasad dla osób, które

UCHWAŁA NR RADY MIEJSKIEJ W ŁODZI z dnia

RZECZPOSPOLITA POLSKA. Prezydent Miasta na Prawach Powiatu Zarząd Powiatu. wszystkie

Dobór nastaw PID regulatorów LB-760A i LB-762

Badania skuteczności działania filtrów piaskowych o przepływie pionowym z dodatkiem węgla aktywowanego w przydomowych oczyszczalniach ścieków

OZNACZANIE WAPNIA I MAGNEZU W PRÓBCE WINA METODĄ ATOMOWEJ SPEKTROMETRII ABSORPCYJNEJ Z ATOMIZACJA W PŁOMIENIU

Prezentacja dotycząca sytuacji kobiet w regionie Kalabria (Włochy)

Wsparcie wykorzystania OZE w ramach RPO WL

Szybkoschładzarki SZYBKOSCHŁADZARKI. Szybkoschładzarki z funkcją 50 szybkozamrażania

Organizator badania biegłości ma wdrożony system zarządzania wg normy PN-EN ISO/IEC 17025:2005.

LABORATORIUM PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH

Zarządzanie projektami. wykład 1 dr inż. Agata Klaus-Rosińska

Dr inż. Andrzej Tatarek. Siłownie cieplne

ZP Obsługa bankowa budżetu Miasta Rzeszowa i jednostek organizacyjnych

Rudniki, dnia r. Zamawiający: PPHU Drewnostyl Zenon Błaszak Rudniki Opalenica NIP ZAPYTANIE OFERTOWE

Regulamin studenckich praktyk zawodowych w Państwowej Wyższej Szkole Zawodowej w Nowym Sączu

Informacje uzyskiwane dzięki spektrometrii mas

Sprawozdanie z działalności Rady Nadzorczej TESGAS S.A. w 2008 roku.

Regulamin Konkursu Wielka Akcja dla Kamilka

SPECYFIKACJA TECHNICZNA WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH ROBOTY W ZAKRESIE STOLARKI BUDOWLANEJ

INDATA SOFTWARE S.A. Niniejszy Aneks nr 6 do Prospektu został sporządzony na podstawie art. 51 Ustawy o Ofercie Publicznej.

NOWELIZACJA USTAWY PRAWO O STOWARZYSZENIACH

POWIATOWY URZĄD PRACY

CHROMATOGRAFIA CHROMATOGRAFIA GAZOWA

3. BADA IE WYDAJ OŚCI SPRĘŻARKI TŁOKOWEJ

Zarządzenie Nr 9/2014/2015 Rektora Uniwersytetu Kazimierza Wielkiego z dnia 17 listopada 2014 r.

Co do zasady, obliczenie wykazywanej

PROGRAM ZAPEWNIENIA I POPRAWY JAKOŚCI AUDYTU WEWNĘTRZNEGO

Korekta jako formacja cenowa

Regulamin Programu Motywacyjnego II. na lata współpracowników. spółek Grupy Kapitałowej Internet Media Services SA

z dnia 31 grudnia 2015 r. w sprawie ustawy o podatku od niektórych instytucji finansowych

Rodzaje i metody kalkulacji

Podstawowe pojęcia: Populacja. Populacja skończona zawiera skończoną liczbę jednostek statystycznych

Druk nr 1013 Warszawa, 9 lipca 2008 r.

Regulamin programu "Kredyt Hipoteczny Banku BPH. Obowiązuje od dnia: r.

Zobacz to na własne oczy. Przyszłość już tu jest dzięki rozwiązaniu Cisco TelePresence.

TABELA ZGODNOŚCI. W aktualnym stanie prawnym pracodawca, który przez okres 36 miesięcy zatrudni osoby. l. Pornoc na rekompensatę dodatkowych

2010 W. W. Norton & Company, Inc. Nadwyżka Konsumenta

Regulamin przyznawania stypendiów doktorskich pracownikom Centrum Medycznego Kształcenia Podyplomowego

Zintegrowane Systemy Zarządzania Biblioteką SOWA1 i SOWA2 SKONTRUM

UMOWA SPRZEDAŻY NR. 500 akcji stanowiących 36,85% kapitału zakładowego. AGENCJI ROZWOJU REGIONALNEGO ARES S.A. w Suwałkach

Kontrakt Terytorialny

Opis modułu analitycznego do śledzenia rotacji towaru oraz planowania dostaw dla programu WF-Mag dla Windows.

Ogólna charakterystyka kontraktów terminowych

UMOWA o warunkach odpłatności za stacjonarne studia I lub II stopnia w Politechnice Gdańskiej

Istotne Postanowienia Umowy

Przygotowały: Magdalena Golińska Ewa Karaś

Architektura komputerów

PRÓG RENTOWNOŚCI i PRÓG

PLAN POŁĄCZENIA PRZEZ PRZĘJECIE Proabit sp. z o.o. z siedzibą w Warszawie z Linapro sp. z o.o. z siedzibą w Warszawie

Biomasa w odpadach komunalnych

Kto poniesie koszty redukcji emisji CO2?

PLAN POŁĄCZENIA UZGODNIONY POMIĘDZY. Grupa Kapitałowa IMMOBILE S.A. z siedzibą w Bydgoszczy. Hotel 1 GKI Sp. z o.o. z siedzibą w Bydgoszczy

INSTRUKCJA SERWISOWA. Wprowadzenie nowego filtra paliwa PN w silnikach ROTAX typ 912 is oraz 912 is Sport OPCJONALNY

PODSTAWY OBLICZEŃ CHEMICZNYCH DLA MECHANIKÓW

Materiał pomocniczy dla nauczycieli kształcących w zawodzie:

REGULAMIN przeprowadzania okresowych ocen pracowniczych w Urzędzie Miasta Mława ROZDZIAŁ I

Techniczne nauki М.М.Zheplinska, A.S.Bessarab Narodowy uniwersytet spożywczych technologii, Кijow STOSOWANIE PARY WODNEJ SKRAPLANIA KAWITACJI

Aneks nr 8 z dnia r. do Regulaminu Świadczenia Krajowych Usług Przewozu Drogowego Przesyłek Towarowych przez Raben Polska sp. z o.o.

numer telefonu :... numer faxu:... adres numer konta bankowego...

UCHWAŁA NR... RADY MIASTA GDAŃSKA. z dnia r.

Projekt. Projekt opracował Inż. Roman Polski

Umowa nr. mającym siedzibę. NIP: REGON.. zwanym w dalszej części umowy Wykonawcą, którego reprezentuje:

OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA

Załącznik nr 7 DO UMOWY NR. O ŚWIADCZENIE USŁUG DYSTRYBUCJI PALIWA GAZOWEGO UMOWA O WZAJEMNYM POWIERZENIU PRZETWARZANIA DANYCH OSOBOWYCH

USTAWA. z dnia 26 czerwca 1974 r. Kodeks pracy. 1) (tekst jednolity)

INSTRUKCJA OBSŁUGI JL269. Przenośny detektor gazów

Mądrym być to wielka sztuka, ale dobrym jeszcze większa. K o r n e l M a k u s z y ń s k i

FUNDUSZE EUROPEJSKIE DLA ROZWOJU REGIONU ŁÓDZKIEGO

Rozbudowa domu przedpogrzebowego na cmentarzu komunalnym w Bierutowie. Specyfikacja techniczna wykonania i odbioru robót budowlanych - Okna i drzwi

WZORU UŻYTKOWEGO EGZEMPLARZ ARCHIWALNY. d2)opis OCHRONNY. (19) PL (n) Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa, PL

SYSTEMY TRANSAKCYJNE (TraderTeam.pl: Rafa Jaworski, Marek Matuszek) Lekcja XXII

INFORMACJA PRASOWA. Cel: zakup komputerów, budowa sieci LAN, zakup i wdroŝenie aplikacji aktualnie dostępnych na rynku.

Instalacja. Zawartość. Wyszukiwarka. Instalacja Konfiguracja Uruchomienie i praca z raportem Metody wyszukiwania...

HAŚKO I SOLIŃSKA SPÓŁKA PARTNERSKA ADWOKATÓW ul. Nowa 2a lok. 15, Wrocław tel. (71) fax (71) kancelaria@mhbs.

Transkrypt:

Grzegorz BOCZKAJ 1, Marian KAMI SKI 2 Politechnika Gda ska, Wydzia Chemiczny, Katedra In ynierii Chemicznej i Procesowej 80-233 Gda sk, ul. Narutowicza 11/12, e-mail: grzegorz.boczkaj@gmail.com 1, mknkj@chem.pg.gda.pl 2, tel. (58) 347-17-29 WYKORZYSTANIE CHROMATOGRAFII GAZOWEJ DO DESTYLACJI SYMULOWANEJ (SIMDIS). AKTUALNY STAN WIEDZY I NOWE PERSPEKTYWY Chromatografia gazowa (GC) zajmuje szczególne miejsce w analityce przemys u rafineryjnego i petrochemicznego. Pocz tki chromatografii gazowej i jej dalszy rozwój wielokrotnie podyktowane by y potrzebami w zakresie analityki naftowej. Jednym z wa nych zastosowa GC jest mo liwo wykonywania destylacji symulowanej (SIMDIS, ang. Simulated Distillation). Na podstawie warto ci czasu retencji mieszaniny wzorcowych n-parafin o znanej temperaturze wrzenia, wyznacza si na podstawie chromatogramu analizowanej próbki jej rozk ad temperatury destylacji. Stosowane w metodzie SIMDIS kolumny chromatograficzne (pakowane i kapilarne) nie zapewniaj, pomimo zastosowania niskopolarnej fazy stacjonarnej, pe nej zgodno ci kolejno ci elucji dla bardziej polarnych sk adników próbki. Problem stanowi równie niewystarczaj ca stabilno fazy stacjonarnej w ko cowej temperaturze elucji i zwi zany z tym wzrost sygna u detektora. Przedstawiono mo liwo zast pienia dotychczas stosowanych kolumn do SIMDIS pust rurk z topionej krzemionki (z ang. Fused silica) o dezaktywowanej powierzchni wewn trznej. Porównano krzywe destylacji uzyskane badan metod oraz metod SIMDIS dla frakcji z destylacji pró niowej ropy naftowej. Wykazano stosunkowo du zbie no wyników. Porównano warto ci temperatury elucji dla niektórych n-parafin uzyskiwane obiema metodami. S owa kluczowe: SIMDIS, chromatografia gazowa, GC, destylacja symulowana, rozk ad temperatury destylacji, analityka produktów naftowych. WST P Rozk ad temperatury destylacji produktów i frakcji naftowych jest wa - nym parametrem procesowym i u ytkowym. Wykonuje si go równie dla mieszanin innego typu, tj. mieszaniny d ugo a cuchowych alkoholi, kwasów organicznych, lipidów, wosków. Informuje o typie ropy naftowej zawarto ci poszczególnych frakcji klasyfikowanych na podstawie temperatury wrzenia, optymalnych warunkach procesu i efektywno ci rozdzielenia na frakcje w wyniku destylacji atmosferycznej i pró niowej. Jest jednym z parametrów jako ciowych wielu produktów naftowych i chemicznych. Metod powszechnie stosowan do czasów opracowania metody SIMDIS, stosowan m.in w przemy le rafineryjnym, jest metoda klasycznej destylacji atmosferycznej [1-2] i pró niowej [3]. W metodzie tej zapisuje si obj to zebranego destylatu wraz z temperatur wskazan przez termo-

metr w momencie odczytywania poszczególnych obj to ci zebranego destylatu. Wyniki przedstawiane s w formie tabelarycznej lub graficznej - tzw. krzywej destylacji jako procent obj to ciowy zebranego destylatu w funkcji temperatury destylacji. Metoda ta jest jednak czasoch onna oraz wymaga du ej ilo ci próbki. Obecnie rozk ad temperatury destylacji wykonuje si standardowo metod destylacji symulowanej (SIMDIS). W destylacji symulowanej wykorzystuje si technik gazowej chromatografii (GC) [4-13]. Stosowana jest niskopolarna ciek a faza stacjonarna, najcz ciej polidimetylosilikon, polidimetylosiloxan (PDMS) [4, 5], który ze wzgl du na swoj nisk polarno powinien umo liwi rozdzielanie analitów zgodnie z ich temperatur wrzenia. Przy wykorzystaniu mieszaniny kalibracyjnej wzorcowych n-parafin o znanych temperaturach wrzenia, oznacza si na podstawie uzyskanego chromatogramu badanej frakcji jej rozk ad temperatury destylacji - procent masowy zebranego destylatu w funkcji temperatury wrzenia. Zak ada si tu liniow zale no warto ci czasu retencji rozdzielanych zwi zków od ich temperatury wrzenia. Uzyskan krzyw destylacji mo na na podstawie wspó czynników przeliczy na krzyw destylacji klasycznej procent obj tociowy zebranego destylatu w funkcji temperatury wrzenia. Jak podaje norma ASTM D 2887 [7] osi gni cie pe nej zbie no ci z destylacj klasyczn pod ci nieniem atmosferycznym zgodn z ASTM D85 i pró niow zgodn z D1160 nie jest mo liwe. Destylacja klasyczna charakteryzuje si zbyt ma sprawno ci. Zgodno wyników SIMDIS uzyskuje si z metod ASTM D2892 [2] z kolumn destylacyjn o sprawno ci ok. 15 pó ek teoretycznych. Wykorzystywane w SIMDIS detektory to detektor p omieniowojonizacyjny (FID, ang. Flame Ionization Detector) lub (rzadziej) cieplnoprzewodno ciowy (TCD, ang. Thermal Conductivity Detector). W przypadku wyznaczania rozk adu temperatury destylacji zwi zków siarki w badanych materia ach, najcz ciej stosowany jest detektor chemiluminescencji siarki (SCD, ang. Sulfur Chemiluminescence Detector). Jednoczesn rejestracj przebiegu destylacji symulowanej dla kilku pierwiastków jednocze nie zapewnia detektor emisji atomowej (AED, ang. Atomic Emission Detector). Porównanie wyników uzyskiwanych obiema metodami (klasyczn i symulowan destylacj ) w wielu przypadkach wskazuje na pewne, a czasem nawet znaczne rozbie no ci w kszta cie krzywych destylacji oraz wyznaczonych temperaturach pocz tku i ko ca destylacji. Zwi zane jest to z oddzia ywaniami analitów z faz stacjonarn oraz zawarto ci w mieszaninie bardziej polarnych sk adników, które nie s eluowane zgodnie z temperatur wrzenia wzgl dem n-parafin. Przy wysokim udziale zwi zków polarnych w próbce, kszta t krzywej destylacji SIMDIS wykazuje znaczne odchylenia od krzywej uzyskanej klasyczn destylacj [14-15]. Z tego powodu dla wielu mieszanin rednio i wysoko polarnych metoda SIMDIS nie jest stosowana i w wielu przypadkach pomimo dost pno ci aparatury do metody SIMDIS, wykonuje si klasyczn destylacj. W celu sprawdzenia i re-kalibracji rozk adu temperatury destylacji wyznaczonych metod SIMDIS stosuje si materia y referencyjne o znanym rozk adzie temperatury destylacji. 90

Kolumna, a przede wszystkim faza stacjonarna do GC stosowana w metodzie SIMDIS musi by stabilna w temperaturach 350-410 o C, poniewa w tej temperaturze eluowane s d ugo a cuchowe w glowodory wchodz ce w sk ad ci szych frakcji naftowych, dla których m.in. wykonuje si krzyw destylacji. Obecnie stosowane kolumny kapilarne z ciek faz stacjonarn (w kolumnach pakowanych ten problem by znacznie bardziej wyra ny) nie zapewniaj dostatecznie wysokiej stabilno ci w ko cowej temperaturze analizy, co skutkuje uj ciem fazy stacjonarnej z kolumny (tzw. krwawienie kolumny ang. column bleeding). Jest to zjawisko niekorzystne. Obecne trendy na wiecie, zmierzaj w kierunku opracowania faz stacjonarnych stabilnych termicznie w temperaturach powy ej 350 o C. Ma to wyeliminowa wyst puj ce w metodzie SIMDIS niedoskona o ci uj cie fazy stacjonarnej w ko cowej temperaturze rozdzielania, zwi zany z tym wzrost sygna u i spadek czu o ci detekcji wysokowrz cych sk adników próbki oraz ko cowej temperatury destylacji, a tak e zmiany warto ci czasu retencji. Zmniejsza to równie ywotno kolumny i wymusza cz stsze wymiany na nowe (w przypadku opcji HT z przebiegiem do temperatury 410 o C kolumn wymienia si rednio co 150 analiz [15]). Ubocznie, w zwi zku z wysok temperatur rozdzielania cz chromatografowanych zwi zków mo e ulega rozk adowi termicznemu. Obecnie stosowanym rozwi zaniem jest prowadzenie cz stej rekalibracji warto ci czasu retencji substancji wzorcowych (n-parafin) oraz rejestrowanie przebiegu linii bazowej po zadozowaniu czystego rozpuszczalnika (tzw. pusty przebieg), a nast pnie odejmowanie sygna u od sygna u zarejestrowanego dla próbki. W przypadku analiz ci szych frakcji naftowych oraz ropy naftowej wymagana jest rejestracja pustego przebiegu przed ka - d analiz. W przypadku elucji zwi zków w temperaturze powy ej 350 o C, zachodzi równie cz ciowy ich rozk ad termiczny. Problem stanowi, tak e nieca kowita elucja ci kich zwi zków obecnych w próbce ze wzgl du na nisk lotno oraz oddzia ywania z faz stacjonarn [15, 16]. W zwi zku z wyst powaniem oddzia ywa z faz stacjonarn retencja substancji w zale noci od ich polarno ci jest w pewnym stopniu zale na od tych oddzia ywa. St d przed przyst pieniem do wykonywania analiz, nale y sprawdzi wielko odchyle wyznaczonej krzywej destylacji dla tzw. oleju referencyjnego. W zwi zku z powy szym metoda SIMDIS jest mimo wszystko stosunkowo czasoch onna i kosztowna ze wzgl du na konieczno cz stej wymiany kolumn. W niniejszej pracy przedstawiono mo liwo zast pienia dotychczas stosowanych w metodzie SIMDIS kolumn, pust rurk z topionej krzemionki (FST,ang. Fused Silica Tubing) o powierzchni dezaktywowanej grupami metylowymi. Opracowane rozwi zanie proponuje si okre la akronimem EC-GC (ang. Empty Column Gas Chromatography). 91

METODYKA Materia y: - Mieszanina wzorcowa SIMDIS 2887 Extended - n-parafiny od C 5 C 60 (AC Analytical Controls). - Frakcje naftowe z destylacji pró niowej ropy naftowej (B-D) otrzymane z Grupy LOTOS S.A. - dwusiarczek w gla (>99% (GC), Fluka Analytical) Aparatura: SIMDIS badania wykonano w Lotos LAB Sp. z o.o. (Grupa LOTOS S.A.) - Chromatograf gazowy Hewlett Packard 5890 Series II, - Oprogramowanie HP 3365 GC ChemStation EC-GC: - Chromatograf gazowy Perkin Elmer 8500, - Oprogramowanie Turbochrom ver. 6.1.1 Przygotowanie roztworu wzorcowego i badanych próbek Roztwór wzorcowych n-parafin oraz roztwory badanych materia ów sporz - dzono poprzez rozpuszczenie nawa ki w dwusiarczku w gla w stosunku masowym ok. 1:100. Warunki analizy: Próbki dozowano r cznie za pomoc mikrostrzykawki w obj to ci 1 l. Dla ka dej z próbek wykonano dwie analizy. SIMDIS: - Gaz no ny: Hel 19 ml/min; - Kolumna: SGE (BPX 1) 10 m x 0.53 mm x 0.9 m; Program temperatury: temperatura pocz tkowa: 35 o C, narost 10 o C/min do 375 o C, temperatura ko cowa: 375 o C utrzymywana 3 min; - Dozownik on-column typu PTV (ang. programmable temperature vaporization): temperatura pocz tkowa: 100 o C, narost 70 o C/min do 375 o C, temperatura ko cowa: 375 o C;- Temperatura detektora FID: 375 o C. EC-GC: - Gaz no ny: Hel 10 ml/min; - Kolumna: pusta rurka z topionej krzemionki (FST, Restek), powierzchnia wewn trzna dezaktywowana grupami metylowymi, 30,0 m x 0,32 mm (ID); Program temperatury: temperatura pocz tkowa: 35 o C utrzymywana 10 minut, narost 4 o C/min do 300 o C, temperatura ko cowa: 300 o C utrzymywana 20 min; - Dozownik typu Split/splitless, w trybie splitless: temperatura pocz tkowa: 35 o C utrzymywana 10 minut, narost 20 o C/min do 300 o C, temperatura ko cowa: 300 o C; - Temperatura detektora FID: 345 o C. 92

Wyznaczenie krzywej destylacji: Przed analiz ka dej z badanych frakcji, zarejestrowano tzw. pusty przebieg, tj. Dozowano czysty dwusiarczek w gla w identycznych warunkach chromatograficznych jak dla badanych materia ów naftowych. Dla otrzymanych chromatografów frakcji B-D wykonano kompensacj t a, tj. od chromatogramu danej frakcji odj to chromatogram zarejestrowany dla czystego rozpuszczalnika. Na podstawie uzyskanego chromatogramu wyznaczono krzyw destylacji - % masowy oddestylowanej próbki w funkcji temperatury destylacji. W celu wykonania krzywej destylacji, podzielono otrzymany pik chromatograficzny na cz ci, tak aby ka da cz stanowi a 5% ca ego piku. W celu uzyskania zakresu od 5% do 95% pola powierzchni ca ego piku, dodawano do siebie kolejne cz ci piku. Z chromatogramu odczytano warto ci czasu retencji odpowiadaj ce granicy ka dej z cz ci. Odczytano równie warto czasu retencji, w którym uzyskano 0,5% pola powierzchni piku warto ta odpowiada warto ci pocz tkowej temperatury destylacji (ang. Initial boiling point - IBP) oraz warto czasu retencji, w którym uzyskano 99,5% warto ci pola powierzchni piku warto ta odpowiada warto ci ko - cowej temperatury destylacji (ang. Final boiling point - FBP). W celu wyznaczenia krzywej destylacji wykonano wykres zale no ci % pola powierzchni piku (poprzez sumowanie kolejnych powierzchni oraz podzielenie otrzymanych sum przez pole powierzchni piku, a nast pnie pomno enie przez 100%) w funkcji temperatury wrzenia odpowiadaj cej warto ci czasu retencji granicy odci tej cz ci piku. Przeliczenie warto ci czasu retencji na temperatur wrzenia wykonano, poprzez interpolacj temperatury wrzenia dla odczytanej warto ci czasu retencji w oparciu o kalibracj zale no ci temperatury wrzenia wzorców n-parafin od warto ci czasu retencji. WYNIKI I DYSKUSJA Na rysunkach 1-3 przedstawiono chromatogramy uzyskane odpowiednio metod SIMDIS oraz EC-GC. Rysunek 1. Chromatogramy frakcji B wykonane metod SIMDIS (po lewej) i EC-GC (po prawej) 93

Rysunek 2. Chromatogramy frakcji C wykonane metod SIMDIS (po lewej) i EC-GC (po prawej) Rysunek 3. Chromatogramy frakcji D wykonane metod SIMDIS (po lewej) i EC-GC (po prawej) W tabeli 1 przedstawiono zestawienie punktów krzywej destylacji frakcji B, C i D z destylacji pró niowej ropy naftowej. Dla ka dej krzywej obliczono ró nice w temperaturze destylacji pomi dzy SIMDIS a EC-GC dla ka dego punktu krzywej. Jak wynika z tabeli 1, osi gni to stosunkowo du zbierzno wyników. Ró nice wyznaczonej temperatury pocz tku destylacji destylacji (IBP) wynios y od 0,37 do 2 o C, a temperatury ko ca destylacji (FBP) od 0,9 do 2 o C. Ró nice temperatur destylacji dla poszczególnych interwa ów procentu masowego wynios y od 0,87 do 8,5 o C (Fr. B), od 1,8 do 8,9 o C (Fr. C) oraz od 0,9 do 10,4 o C (Fr. D). 94

Tabela 1. Wyznaczone warto ci procentu masowego destylatu w funkcji temperatury destylacji (warto ci rednie, n=2) oraz ró nica wyznaczonych temperatur % mas. dest. SIMDIS Wg ASTM 2887E T SIMDIS Frakcja B Frakcja C Frakcja D SI- SI- MDIS MDIS Wg Wg ASTM EC- ASTM EC- EC-GC Ró nica 2887E GC Ró nica 2887E GC Ró nica T EC-GC temp. T SIMDIS T EC-GC temp. T SIMDIS T EC-GC temp. [ C] [ C] T [ C] [ C] T [ C] [ C] 0,5 (IBP) 352,5 352,13 0,37 387,5 384,7 2,8 425,5 424,5 1 5 387,5 379 8,5 432 423,1 8,9 468,5 458,1 10,4 10 398,5 391,2 7,3 444,5 436,1 8,4 483 473,2 9,8 15 405 398,4 6,6 451,5 442,7 8,8 492,5 484,7 7,8 20 410 404,1 5,9 457,5 449,9 7,6 499,5 489,7 9,8 25 414 408,3 5,7 462,5 454,7 7,8 505 496,6 8,4 30 418 411,3 6,7 467 459,8 7,2 510 501,2 8,8 35 421,5 415,9 5,6 471 462,9 8,1 514,5 506 8,5 40 424,5 418,6 5,9 475 468,9 6,1 518,5 510 8,5 45 427 422,5 4,5 479 472 7 522 513,8 8,2 50 430 425,7 4,3 482,5 476,1 6,4 525,5 517,9 7,6 55 432,5 427,4 5,1 486,5 480,3 6,2 529 522,2 6,8 60 435 430,4 4,6 490,5 484 6,5 532 525 7 65 437,5 432,4 5,1 495 488,1 6,9 535 528 7 70 440 434,7 5,3 499 492,2 6,8 538 531,3 6,7 75 442,5 437,2 5,3 503,5 496,4 7,1 541,5 534,4 7,1 80 445,5 440,1 5,4 508 500,7 7,3 545 537 8 85 448 443,8 4,2 513,5 505 8,5 548 541,1 6,9 90 451,5 447,6 3,9 520,5 511,8 8,7 553 548 5 95 456,5 451,1 5,4 529,5 521,9 7,6 559,5 554 5,5 99,5 (FBP) 470,5 472,5-2 548,5 550,3-1,8 579 578,1 0,9 T= T SIMDIS (% masowy i ) T ZR (% masowy i ) T 95

Na podstawie danych z tabeli 1 wyznaczono graficzne krzywe destylacji przedstawione na poni szym rysunku 4. Rysunek 4. Krzywe destylacji Frakcji B, C i D Po wykonanych analizach porównano chromatogramy pustych przebiegów zarejestrowanych po analizie próbki ka dej z frakcji. Nie stwierdzono wzrostu sygna u linii bazowej. Po zako czeniu analiz frakcji próbek naftowych, wykonano ponown kalibracj warto ci czasu retencji w funkcji temperatury wrzenia. Nie stwierdzono zmian warto ci czasu retencji wzgl dem wykonanej uprzednio kalibracji. Wykorzystanie pustej rurki z topionej krzemionki posiada wiele zalet wymienionych we wst pie do niniejszej pracy. Jedn z g ównych zalet jest maksymalne ograniczenie oddzia ywa rozdzielanych zwi zków z faz stacjonarn. Brak oddzia ywa pozwala w maksymalny sposób uzale ni retencj sk adników próbki od ich temperatury wrzenia. Z tego powodu zastosowanie niniejszego rozwi zania posiada ograniczenia w postaci zbyt niskiej retencji niskowrz cych substancji. St d w temperaturach pocz tkowych, pozwalaj cych na mo liwie szybkie sch odzenie pieca chromatografu po analizie (bez stosowania czynników ch odz cych typu dwutlenek w gla czy ciek y azot), tj. 35 o C, zadowalaj ce rozdzielenie osi galne jest dla n-parafin o temperaturze wrzenia powy ej 151 o C (n-nonan). W przypadku n-nonanu osi - gni to ca kowite rozdzielenie (do podstawy) od dwusiarczku w gla waru- 96

nek ten (powrót sygna u detektora po elucji rozpuszczalnika do poziomu linii bazowej) jest konieczny w przypadku wykonywania symulowanej destylacji. W celu przedstawienia efektywno ci obni enia temperatury elucji w EC-GC porównano (tabela 2) warto ci uzyskiwane typowo w SIMDIS w warto ciami temperatury elucji uzyskanymi z zastosowaniem warunków EC-GC. Tabela 2. Porównanie temperatury elucji d ugo a cuchowych n-parafin dla trzech typów kolumn dedykowanych destylacji symulowanej Temperatura elucji [ C] n-alkan Kolumna Kolumna pakowana kapilarna do EC-GC*** do SIMDIS* [17] SIMDIS** [17] C20 208 182 102 C24 242 215 110 C28 271 245 124 C32 298 274 150 C36 320 300 173 C40 340 320 192 C44 350 320 209 * Chromosorb P AW, 20x1/8, 10% UCW-982, Program temp.: od -20 o C do 350 C (utrzymywana 5 minut) 20 o C/min, gaz no ny: hel, 30 ml/min, ** Petrocol 2887, 5,0 m x 0,53 mm ID x 0,5 µm, Program temp.: od -20 o C do 320 C (utrzymywana 5 minut) 20 o C/min, gaz no ny: azot, 6 ml/min, *** Podano w cz ci metodyka. Jak wynika z tabeli 2, osi gane obni enie temperatury elucji w przypadku EC-GC wzgl dem SIMDIS wynosi od 60 o C dla eikozanu (n-c20) do 128 o C dla tetrakontanu (n-c40). Stanowi to istotny aspekt praktyczny w przypadku rozdzielania wysokowrz cych mieszanin. Przewiduje si, e EC-GC mo e znale zastosowanie równie w rozdzielaniu zwi zków niestabilnych termicznie. Oprócz zastosowa stricte analitycznych, technika EC-GC stanowi równie warte odnotowania, mo liwe do wdro enia narz dzie w skali semipreparatywnej i preparatywnej. Warta uwagi, jest mo liwo zastosowania kolumn pakowanych przy za o eniach techniki EC-GC do preparatywnego wydzielania frakcji. PODSUMOWANIE W pracy przedstawiono mo liwo wykonywania symulacji destylacji z zastosowaniem pustej rurki z topionej krzemionki. Uzyskane rezultaty wskazuj na du y potencja EC-GC, zarówno do zastosowa analitycznych przedstawionych w pracy, jak równie potencjalnie do zastosowa preparatywnych. 97

PODZI KOWANIA Autorzy pragn podzi kowa Zarz dowi i pracownikom Lotos LAB Sp. z o.o. (Grupa LOTOS S.A.) za pomoc w realizacji niniejszej pracy. LITERATURA 1. ASTM D86: Test Method for Distillation of Petroleum Products at Atmospheric Pressure. 2. ASTM D2892: Test Method for Distillation of Crude Petroleum (15-Theoretical Plate Column). 3. ASTM D1160: Test Method for Distillation of Petroleum Products at Reduced Pressure. 4. Green L.E., Worman J.C.: Simulated Distillation of High Boiling Petroleum Fractions, Anal. Chem., 37, 1620 (1965). 5. Green L.E., Schumauch L.J., Worman J.C.: Simulated Distillation by Gas Chromatography, Anal. Chem., 36, 1512 (1964). 6. US Patent 4,786,475 (22.11.1988): Trestianu S., Manuri F., Saravelle C., Equipment for the simulated distillation by means of gas chromatography with non vaporizing direct injection. 7. ASTM D2887: Standard Test Method for Boiling Range Distribution of Petroleum Fractions by Gas Chromatography. 8. ASTM D3710: Test Method for Boiling Range Distribution of Gasoline and Gasoline Fractions by Gas Chromatography. 9. ASTM D5307: Standard Test Method for Determination of Boiling Range Distribution of Crude Petroleum by Gas Chromatography. 10. ASTM D7096: Standard Test Method for Determination of the Boiling Range Distribution of Gasoline by Wide-Bore Capillary Gas Chromatography. 11. ASTM D6352: Standard Test Method for Boiling Range Distribution of Petroleum Distillates in Boiling Range from 174 to 700 o C by Gas Chromatography. 12. ASTM D7169: Standard Test Method for Boiling Point Distribution of Samples with Residues Such as Crude Oils and Atmospheric and Vacuum Residues by High Temperature Gas Chromatography. 13. ASTM D7213: Standard Test Method for Boiling Range Distribution of Petroleum Distillates in the Boiling Range from 100 to 615 o C by Gas Chromatography. 14. Roussis S.G., Fitzgerald W.P.: Gas Chromatographic Simulated Distillation-Mass Spectrometry for the Determination of the Boiling Point Distributions of Crude Oils, Anal. Chem., 72 (2000), 1400-1409. 15. Durand J.P., Bré A., Béboulène J.J., Ducrozet A., Carbonneaux S.: Improvement of Simulated Distillation Methods by Gas Chromatography in Routine Analysis, Oil & Gas Science and Technology Rev. IFP, 54 (1999), 431-438. 98

16. Reddy K.M., Wei B., Song C.: High-temperature simulated distillation GC analysis of petroleum resids and their products from catalytic upgrading over Co-Mo/Al 2 O 3 catalyst, Catalysis Today, 43 (1998), 187-202. 17. Supelco Bulletin 864A: Simulated Distillation of Petroleum Products by Packed Column and Capillary Column GC. 99

100