Fast analysis of Boiling Point Distributions in Petroleum Fractions using Simulated Distillation (ASTM D2887 B)

Význam tématu

Rychlá analýza bodu varu frakcí ropných produktů je klíčová pro kontrolu kvality, optimalizaci rafinérských procesů a stanovení ekonomické hodnoty surovin. Metoda simulované destilace (SIMDIST) podle ASTM D2887-B nabízí přesné rozdělení bodů varu s vyšším průchodem a nižšími náklady ve srovnání s tradiční fyzickou destilací.

Cíle a přehled studie

Tato studie prezentuje implementaci zrychlené procedury ASTM D2887-B na GC přístroji SCION SIMDIST pro stanovení distribuce bodů varu v rozsahu 36 °C až 545 °C. Hlavním cílem bylo ověřit shodu výsledků se standardními hodnotami reference Gasoil No. 2 a demonstrovat zkrácení času analýzy oproti proceduře A.

Použitá instrumentace

• Analytický systém: SCION SIMDIST (modely 456-GC nebo 436-GC)
• Injektor: Cool on Column (COC)
• Kolona: SIMDIST 5 m × 0,53 mm × 2,65 µm s retenční mezerou
• Detektor: FID (plameňová ionizační detekce) při 350 °C
• Přenosné médium: Helium, průtok 35 ml/min
• Software: Compass CDS s modulem Eclipse SIMDIST

Použitá metodika

Pro kalibraci bylo použito standardní směsi n-parafínů C5–C44 (1 % hm. v CS2). Injektor startoval při 35 °C s rampou 35 °C/min do 350 °C. Pec byla zahřívána ze 40 °C na 350 °C stejnou rampou, s jednominutovou stabilizací na konci. Objem vzorku činil 0,1 µl. Pro ověření přesnosti bylo vzorek Reference Gasoil No. 2 analyzováno 11krát za sebou.

Hlavní výsledky a diskuse

Všechny body varu (IBP, 10 %, 20 %, …, 90 % a FBP) spadaly do povolených odchylek ASTM D2887. Přesnost relativních opakovatelných výsledků (r) se pohybovala mezi 0,10 °C a 0,47 °C, reprodukovatelnost (R) mezi 0,31 °C a 1,10 °C. Analýza trvala čtyřikrát kratší dobu než klasická procedura A, aniž by došlo ke ztrátě přesnosti.

Přínosy a praktické využití

• Rychlejší rozhodování v rafinériích díky vyššímu průtoku vzorků
• Nižší spotřeba a riziko manipulace se vzorky
• Vysoká přesnost a opakovatelnost blízká TBP destilaci
• Univerzální aplikace pro ropné frakce a biodiesely

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s hmotnostní detekcí pro podrobnější chemické složení
• Online monitorování rafinérských procesů a automatizace
• Využití pokročilých nástrojů pro zpracování dat a modelování distribuce bodů varu
• Propojení s umělou inteligencí pro prediktivní údržbu a optimalizaci

Závěr

Postavením na standardech ASTM D2887-B a využitím moderního GC systému lze dosáhnout rychlé, spolehlivé a bezpečné analýzy bodu varu ropných frakcí. Navržená konfigurace prokázala plnou shodu se specifikacemi metody při významném snížení doby analýzy.

Reference

• ASTM D2887-18: Standard Test Method for Boiling Range Distribution of Petroleum Fractions by Gas Chromatography (Simulated Distillation)
• ASTM D2892-18: Standard Test Method for Distillation of Crude Petroleum (True Boiling Point Method)
• ASTM D7096-19: Standard Test Method for Determination of Total Sulfur in Light Hydrocarbons by GC
• Application Note AN071: Fast analysis of Boiling Point Distributions in Petroleum Fractions using Simulated Distillation (ASTM D2887-B), José Marques Jorge & Eric Vermeulen