Quantitative Analysis of Olefins in Alternative Fuels Made From Conversion of Plastic Waste via GC×GC-FID

Prezentace | 2023 | C³ALInstrumentace
GCxGC
Zaměření
Průmysl a chemie
Výrobce
LECO

Význam tématu


Rostoucí množství plastového odpadu a pryžových výrobků vede k hledání efektivních cest chemické recyklace. Paliva získaná pyrolýzou plastů a odpadních pneumatik obsahují vysoké koncentrace olefinů, které mohou negativně ovlivnit výkon spalovacích motorů a vznik usazenin. Detailní kvantifikace těchto sloučenin je klíčová pro optimalizaci procesů a zajištění kvality alternativních paliv.

Cíle a přehled studie / článku


Studie se zaměřuje na vývoj a validaci metody pro přesné stanovení olefinů v komplexních vzorcích paliv připravených z plastového odpadu a pneumatik. Hlavním cílem bylo vykázat lineární závislosti, robustnost a srovnání s tradičními ASTM metodami.

Použitá metodika


Byla aplikována komplexní dvoudimenzionální plynová chromatografie GC×GC s FID detektorem, doplněná derivatizací vzorků dimethyl disulfidem a jodem. Součástí přípravy vzorku byla stabilizace a oddělení vodné fáze. Kvantifikace vycházela z integrace piků rozdělených do skupin isoalkenů, lineárních alkenů a cykloalkenů s jednou až třemi dvojnými vazbami.

Použitá instrumentace


  • LECO QuadJet GC×GC-FID s kapalným dusíkem řízeným tepelným modulátorem
  • Primární polarní a sekundární nepolární kolony
  • Plamenionizační detektor (FID)
  • Přístroje pro derivatizaci vzorků (DMDS, I2)

Hlavní výsledky a diskuse


Metoda prokázala schopnost rozlišit a kvantifikovat olefiny až do tří dvojných vazeb. Ve vzorcích pyrolytického oleje z pneumatik bylo zjištěno 4,43 % olefinů s jednou vazbou, 27,01 % s dvěma vazbami a 4,60 % s třemi vazbami. Srovnání s ASTM D4607, D1159 a D1319 ukázalo dobrou korelaci, avšak metodika GC×GC-FID poskytla detailnější rozlišení jednotlivých homologických řad.

Přínosy a praktické využití metody


  • Možnost podrobné charakterizace alternativních paliv
  • Podpora optimalizace procesů chemické recyklace
  • Zajištění souladu s požadavky čistoty a výkonu spalovacích zařízení

Budoucí trendy a možnosti využití


Další rozvoj analyzované metody směřuje ke spřažení GC×GC s TOFMS pro ještě větší selektivitu a citlivost. Dále se očekává aplikace na širší spektrum odpadních materiálů, vývoj softwarových nástrojů pro automatizovanou interpretaci chromatogramů a integrace online monitorovacích systémů pro kontinuální kontrolu kvality paliva.

Závěr


Popsaná GC×GC-FID metoda představuje efektivní nástroj pro kvantitativní stanovení olefinů v palivech z plastového odpadu a pneumatik. Výsledky potvrzují její přesnost, reprodukovatelnost a vhodnost pro průmyslovou praxi a výzkum.

Reference


  1. Kamal, S. Deal pulls California plastic trash measure from ballot. CalMatters, 2022.
  2. Wood, L. Global Tire Market Report 2022: Industry Trends … Forecast 2017–2027. Business Wire, 2022.
  3. Carlson, D. A.; Roan, C. S.; Yost, R. A.; Hector, J. Dimethyl disulfide derivatives … Anal. Chem. 1989, 61, 1564–1571.
  4. Curiale, J. A.; Frolov, E. B. Occurrence and origin of olefins in crude oils. Org. Geochem. 1998, 29, 397–408.
  5. National Geographic Society. A whopping 91 percent of plastic isn't recycled. 2019.
  6. Jin, K.; Vozka, P.; Gentilcore, C.; Kilaz, G.; Wang, N. L. Low-pressure hydrothermal processing … Fuel 2021, 294, 120505.
  7. Toto, D. A. Blazing new trails. Recycling Today, 2014.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Alkene Quantitation in Plastic Waste-Derived Alternative Fuels using GC×GC FID
Quantitative Analysis of Aliphatic Olefins in Fuels made from Plastic Waste by Comprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography
COUNTING DOUBLE BONDS: GC×GC–FID FOR PLASTIC PYROLYSIS OILS
Comprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography (GC×GC) in the Analysis of Complex Chemical Mixtures