GC
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceAgilent Technologies
Význam tématu
Analýza surového 1,3-butadienu a směsných C4 proudů je kritická pro petrochemický průmysl i pro kontrolu kvality finálních monomerů. Přítomnost vody, polárních rozpouštědel a vyšších molekul může poškodit citlivé PLOT kolony, ovlivnit opakovatelnost retencí a prodloužit dobu analýzy. Zavedení prekolonové rekuperace (backflush) přináší ochranu kolony, úsporu času i lepší reprodukovatelnost výsledků.
Cíle a přehled studie / článku
Hlavním cílem bylo ukázat, že systém Agilent 7890 Series GC s High Pressure Liquid Injector (HPLI) a Capillary Flow Technology (CFT) purged union dokáže:
- odfiltrovat vodu, polární látky (např. acetonitril) a vyšší molekuly před vstupem na GS-Alumina PLOT kolonu,
- udržet stabilní výkon alumina kolony i po desítkách injekcí,
- zkrátit celkový čas analýzy odstraněním potřeby dlouhého bake-outu.
Použitá metodika a instrumentace
Metoda spočívá v sériovém propojení polarní HP-INNOWax prekolony (15 m × 0,53 mm, 1 µm) a analytické GS-Alumina kolony (50 m × 0,53 mm, 10 µm). Postup:
- stanovení optimálního flow režimu kalibrací ekvivalentní filmové tloušťky alumina kolony pomocí Agilent Flow Calculatoru,
- nastavení konstantního průtoku heliem (prekolona ~75 % analytického průtoku),
- injektáž vzorku (0,5 µL kapalného vzorku) přes HPLI do split/splitless inletu (split 20:1),
- během analýzy v předem definovaném čase (1,7–2,0 min) rychlý pokles tlaku v SSL inletu a opačný tok v prekoloně, který odvede polární a těžší frakce splitovým ventilem,
- detekce lehkých uhlovodíků na FID v teplotě 200 °C.
Použitá instrumentace
- Gas chromatograph Agilent 7890A Series GC
- Injektor High Pressure Liquid Injector (HPLI)
- Prekolona HP-INNOWax, 15 m × 0,53 mm, 1 µm
- Analytická kolona GS-Alumina PLOT, 50 m × 0,53 mm, 10 µm
- Doprovodné systémy CFT purged union, EPC kanály PCM B-1/B-2
- Detektor FID (H₂ 40 mL/min, Air 400 mL/min, Make-up N₂ 40 mL/min)
Hlavní výsledky a diskuse
Optimalizací backflush času (1,7–2,0 min) byla úspěšně odstraněna voda, methanol i butadienový dimer před vstupem na alumina kolonu. Srovnání s běžnou metodou ukázalo:
- zkrácení cyklu analýzy o více než 36 min díky eliminaci dlouhého bake-outu,
- zlepšení opakovatelnosti retencí (RSD časů z ~0,07–0,12 % na 0,02–0,07 %),
- stabilní výkon kolony i po 50 a více injekcích, bez viditelné kontaminace (prázdná analýza po 50 runs čistá).
Přínosy a praktické využití metody
Metoda přináší významné časové úspory i prodlouženou životnost alumina kolony. Je vhodná pro průmyslovou kontrolu kvality surového 1,3-butadienu a C4 proudů, kde je nezbytné sledovat stopy nečistot a zároveň minimalizovat náklady na kolony a dobu analýzy.
Budoucí trendy a možnosti využití
Dalšími směry rozvoje mohou být:
- integrace dvoustupňových GC (GC×GC) pro ještě lepší rozlišení složitých směsí,
- automatizované algoritmy pro optimalizaci backflush časování,
- kombinace s hmotnostní spektrometrií pro identifikaci neznámých stopových látek,
- rozšíření metodiky na jiné polární a reaktivní petrochemické suroviny.
Závěr
Použití prekolonové midpoint backflush technologie v kombinaci s HPLI na Agilent 7890A GC výrazně zvyšuje spolehlivost analýzy surového butadienu a C4 proudů. Metoda chrání drahou alumina PLOT kolonu, zlepšuje opakovatelnost retencí a zkracuje celkový analytický cyklus.
Reference
- Chunxiao Wang: Improved Gas Chromatograph Method for the Analysis of Trace Hydrocarbon Impurities in 1,3-Butadiene, Agilent Technologies, 5991-1499EN, 2012.
- Wm. Claude White: Butadiene production process overview, Chemico-Biological Interactions 166, 2007, s. 10–14.
- Agilent Flow Calculator software: agilent.com/chem/flow-calculator.
- Roger L. Firor: Prefractionator for Reliable Analysis of the Light Ends of Crude Oil and other Petroleum Fractions, Agilent Technologies, 5990-5070EN, 2009.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.