Analysis of Sulfur Compounds in a Petroleum Fraction using Agilent J&W DB-Sulfur SCD GC Column and Inert Flow Path

Význam tématu

Analýza organických sloučenin síry v ropných frakcích je zásadní pro ochranu katalytických systémů, zajištění kvality paliv a minimalizaci emisí. Nízké koncentrace a reaktivita sírových látek ve složitých matricích vyžadují vysoce citlivé a selektivní analytické metody.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikace bylo ověřit výkonnost kolony Agilent J&W DB-Sulfur SCD (60 m × 0,32 mm × 4,2 µm) v inertní plynové chromatografii spojené se sírově specifickým chemiluminiscenčním detektorem (SCD) podle normy ASTM D5623. Studie se zaměřila na optimalizaci podmínek, stanovení lineárního rozsahu, opakovatelnosti a praktické ověření na prasklém benzínu.

Použitá metodika a instrumentace

• Chromatograf: Agilent 7890 s inertním split/splitless vstupem a Ultra Inert příslušenstvím
• Kolona: DB-Sulfur SCD, 60 m × 0,32 mm id, 4,2 µm film
• Detektor: Agilent 355 DP Sulfur Chemiluminescence Detector
• Teplotní program: 35 °C (3 min) → 250 °C (10 °C/min) → 250 °C (10 min)
• Nosný plyn: heliem konstantním tokem 2,8 mL/min
• Interní standard: difenylsulfid, objem injekce 1 µL, split 10:1
• Kalibrace: šest úrovní (0,1–10 ppm; pro H₂S a COS 2–25 ppm; pro thiophen až 50 ppm)

Použitá instrumentace

• Agilent 7890 GC
• Agilent 355 DP SCD
• Agilent 7683 ALS automatický vzorkovač
• Inertní plynová cestová linie (liner, septum, těsnění Ultra Inert)
• DB-Sulfur SCD kolona (p/n G3903-63001)

Hlavní výsledky a diskuse

• Rozlišení a tvar píků pro 20 cílových sírových sloučenin s vynikající inertností a nízkým únikem fáze
• Oddělení H₂S a COS při 35 °C bez nutnosti kryogenického ochlazení
• Lineární odezva detektoru v testovaných rozsazích s R² > 0,997
• Opakovatelnost: RSD < 3,5 % (H₂S, COS), < 6 % pro většinu sloučenin
• Aplikace na prasklý benzín: identifikace CS₂ (3,58 mg/kg), thiophenu (30,75 mg/kg), 2-methylthiophenu (8,72 mg/kg), 3-methylthiophenu (6,98 mg/kg); celkový obsah síry ~95 mg/kg, RSD < 4,85 %

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká citlivost a selektivita pro nízkomolekulární a aromatické sírové látky
• Možnost analýzy při ambientní teplotě bez kryokontroly
• Lineární a ekvimolární odezva SCD usnadňuje kvantifikaci
• Vhodné pro rutinní QA/QC, výzkum i průmyslový monitoring

Budoucí trendy a možnosti využití

Vývoj nových stacionárních fází s ještě nižším únikem a vyšší inertností poblíž povrchu trubičky, používání hyphenovaných systémů SCD-MS a vysokorychlostních GC modulů pro simultánní identifikaci a kvantifikaci. Další automatizace a miniaturizace pro on-line a in situ monitoring v provozech.

Závěr

Kombinace kolony Agilent J&W DB-Sulfur SCD s inertní cestou a plamenovo-luminiscenčním detektorem poskytuje spolehlivou, citlivou a selektivní metodu pro analýzu širokého spektra sírových sloučenin v ropných vzorcích podle ASTM D5623. Metoda je vhodná pro rutinní kontrolu kvality i výzkumné aplikace.

Reference

• ASTM D5623-94 Standard Test Method for Sulfur Compounds in Light Petroleum Liquids by Gas Chromatography and Sulfur Selective Detection, ASTM, 1994
• Liu W., Morales M. Detection of Sulfur Compounds According to ASTM D5623 in Gasoline with Agilent’s Dual Plasma Sulfur Chemiluminescence Detector, Agilent Application Note 5988-9233EN, 2008
• Agilent 355 SCD: Odorants and Other Sulfur Compounds in Liquefied Petroleum and Natural Gases, Agilent Technical Overview 5989-6788EN, 2007