Name: ניתוח אונליין של חנקן המכיל תרכובות ב מטריצות פחמימן Complex (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-08-05T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 49 s
Description: למדו שיטה לניתוח אונליין של תרכובות חנקן במטריצות פחמימן מורכבות באמצעות כרומטוגרפיית גז דו-ממדית וגילוי כימילומינסצנציה. השיטה מספקת נתונים כמותיים אמינים לתעשייה הפטרוכימית ולניטור סביבתי.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

הפרויקט SBO &quot;Bioleum&quot; (IWT-SBO 130,039) נתמך על ידי המכון לקידום חדשנות באמצעות מדע וטכנולוגיה באזור הפלמי (IWT) ואת &#39;מימון לטווח ארוך מבנית Methusalem ידי הממשלה הפלמית &quot;מוכרים.

זהירות: יש להתייעץ גיליונות נתוני בטיחות חומרים רלוונטיים (MSDS) של כל התרכובות לפני השימוש. נהלי בטיחות המתאימים מומלצים. פתרונות ודוגמאות צריכים להיות מוכנים למכסת מנוע הקטר, תוך שימוש בציוד מגן אישי. שיטה המומלצת רמז שימוש משקפי מגן, כפפות מעבדת הגנה, חלוק, מכנסיים באורך מלאים, ונעליים סגורות. הכור צריך להיות אטום כמו שצריך כמו המגיבים כמה ומוצרים התגובה יכולה להיות בחריפות רעילים ומסרטנים. 1. מנותק GC × ניתוח GC-NCD <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדוגמא הכנה עבור GC מחובר × ניתוח GC <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר 2-chloropyridine כסטנדרט פנימי. ודא כי הריכוז של התקן הפנימי במדגם המוכן נמצא בטווח של ריכוזי תרכובות המכילים חנקן נוכחת התערובת המנותחת. הריכוז של התקן הפנימי חייב להיות לפחות עשר פעמים גבוהות יותר מאשר o גבול הגילוי.ו NCD. יתר הריכוז של התקן הפנימי לא צריך להיות יותר מ גבוה פי שניים מאשר הריכוז של מתחם החנקן עם הריכוז הגבוה ביותר במדגם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כן ולשקול שתי צלוחיות זכוכית באמצעות איזון אנליטיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף 20.498 מ&quot;ג של 2-chloropyridine אל הבקבוקון הראשון באמצעות איזון אנליטיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טרה את האיזון עם הבקבוקון הראשון ולהוסיף 1024.287 מ&quot;ג מדגם נפט מפצלי שמן. בעדינות מערבבים את תוכן הבקבוקון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העבר 23.369 מ&quot;ג של התערובת המוכנה לתוך בקבוקון שני ולהוסיף 435.195 מ&quot;ג של מדגם נפט מפצלי שמן המקורי. הריכוז המתקבל של התקן הפנימי במדגם הוא כ -1,000 ppmw. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> GC × תנאי ניתוח ותפעולי GC-NCD <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע את הניתוח באמצעות GC × GC מצויד CO נוזל קירור כפול בשלב 2 אפנן 45. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את המימד הלא קוטבי colu הראשוןmn (PONA, 50 מ &#39;L × מזהה 0.25 מ&quot;מ × f 0.5 מיקרומטר ד) ישירות בעמודה באמצע הקוטב הממד השני (BPX-50, 2 מ&#39; L × מזהה 0.25 מ&quot;מ × f 0.25 מיקרומטר ד). החל את GC × תנאי הפעלת GC מותאמים לצורך זיהוי של חנקן המכיל תרכובות נפט מפצלי שמן, עם הפרמטרים המוצגים בלוח 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להזריק את המדגם באמצעות סמפלר האוטומטי, עם ההגדרות כאמורות בטבלה המשלימה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור NCD, להגדיר את הספיקות בשעה 5 ו -11 מיליליטר דקות -1 עבור H 2 O ו -2 בהתאמה, תוך שמירה על הטמפרטורה הצורבת ב 1,198 ק השתמש נתוני רכישה בשיעור של 100 הרץ. הגדרות הגלאים מוצגות בלוח 1. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עיבוד מחדש של תוצאות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע רכישת נתונים באמצעות מערכת נתונים עבור NCD. לייצא את הנתונים הגולמיים לקובץ .cdf וייבוא ​​לתוך התוכנה האנליטית (למשל, GCתמונה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בתוכנת אנליטיים כדי לבנות את העלילה תאר, כדי לקבוע את פעמי השמירה, ולבצע אינטגרציה ראויה ולא בועת שיא לפי פרוטוקולי תוכנה. זהה כל בועה כמתחמת של קבוצת חנקן ספציפית עם מספר פחמן ספציפי. הערה: אות תגובת NCD היא 6,46,47,48 equimolar, ומכאן הליך כימות של תרכובות המכילים חנקן במדגם הוא פשוט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חשב את הריכוז של תרכובות שזוהו באמצעות המשוואה הבאה: <img alt="משוואה 1" src="/files/ftp_upload/54236/54236eq1.jpg" /> איפה אני V ו- V רח הם כרכי השיא של התרכובת המכיל חנקן אני ואת התקן הפנימי בהתאמה. W st הוא הריכוז של מתחם התקן הפנימי, N i הוא מספר אטומי חנקן במתחם i, M i ו- M st </sub&gt; הם ההמונים הטוחנים של החנקן המכיל תרכובות של התקן החנקן הפנימי בהתאמה 6. </li></ol></li></ol> 2. אונליין ניתוח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יחידת פיצוח מפעל פיילוט קיטור הערה: קרקר קיטור מפעל הפיילוט מורכב משלושה חלקים: בחלק להאכיל, הקטע תנור / הכור בסעיף הניתוח. היחידה מוסברת בפירוט במקום אחר 18,49,50,51. תיאור סכמטי של ההתקנה ניתן למצוא המידע הנוסף. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במהלך הניסויים, כמו heptane מוזן באמצעות משאבת רוטרי מבוקרת מחשב על ידי קביעת flowrate באמצעות הבקר הלוגי המתוכן (PLC), להציג פירידין לקטע הסעת כור על ידי קביעת המהירות הידנית של משאבת הבוכנה. Diluent בשימוש תלוי מטרת הבדיקה וניתן לשינוי. בהתאם לדרישות של הניסוי, השתמש בקרי גז dilutio הליום וחנקןn, ולהסדיר את תדירות משאבת האכלת מי דילול קיטור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני קטע התגובה של הכבשן, להתאדות ומערבבי זינה בשני בנפרד אזורים מחוממים להישמר בטמפרטורה של 773 K. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להטיל פרופיל טמפרטורה לכור בקוטר Incoloy 800HT 12.4 מ &#39;אורך ו -9 מ&quot;מ הפנימי על ידי קביעת הטמפרטורה בחמשת האזורים המחוממים באמצעות PLC. ניסויים שונים עם משתנים התנאים התהליך יכול להתבצע. השתמש בתהליך התנאים מיושמים לבצע בדיקות שיטה כפי שמתואר בטבלה 2. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מתודולוגיה ניתוח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש מנתח גז זיקוק (RGA) מצויד בשלושה גלאים עובדים על ערוצים הקביל על מנת לזהות תרכובות רבות ככל האפשר. שני TCD של וחדר FID לאפשר זיהוי של CO, CO 2, H 2, ופחמימנים עד ארבעה אטומי פחמן, באמצעות שלוש עמודות שונות להפרדה את תוצרי התגובה. הגדרת RGA היא יחסי ציבורesented בטבלה 3. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור GC × להגדיר קופצים GC, להשתמש PONA קוטבי (50 מ &#39;L × מזהה 0.25 מ&quot;מ × f 0.5 מיקרומטר ד) עמודה המימד הראשון וכן ל מ אמצע הקוטב BPX-50 (2 × 0.15 מ&quot;מ מזהה 0.15 מיקרומטר ד ו) × טור בממד השני. ודא כי הטמפרטורה בתנור יכול להיות הוריד ל 233 K על ידי תוספת של חנקן נוזלי בתוך התנור GC. השתמש GC × הגדרות GC מתפרסמים בלוח 4 עבור ניתוחי אונליין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא כי יינון השפעת אלקטרוני TOF-MS הוא 70 eV, ומתח גלאי 1,700 V על ידי הגדרת הערכים אלה בתוכנה. בנוסף להגדיר את תדירות הרכישה עד 30 ספקטרה / sec במגוון המוני של 15-400 האמו באותה התוכנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור NCD, להגדיר ספיקות ידניות 5 ו -11 מיליליטר דקות -1 עבור H 2 O ו -2 בהתאמה, תוך השמירה על הטמפרטורה הצורבת ב 1,198 ק שיעור רכישת הנתונים צריך להיות 100 הרץ. </li> &lt;li&gt; עבור FID H 2, אוויר ו- N 2 (איפור גז) ספיקות הם בהתאמה 35, 350 ו -35 מ&quot;ל דקות -1. ודא שטמפרטורת FID מוגדרת 573 K עם נתוני רכישה בשיעור של 100 הרץ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תוכל לדגום את השפכים של מפעל טייס on-line, כלומר, במהלך מבצע מפעל פיילוט, ואת בטמפרטורה גבוהה (673 - 773 K). השתמש במערכת דגימה מבוססת שסתום, מיקומו של הדגימה זמן בתנור ב 573 K, ראה איור 1. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סובבו את שסתום 6 יציאות 2-way פנאומטי לתפקיד שמוצג באיור 1 א באמצעות PLC, שטוף את הלולאה מדגם עבור 2 דקות לפחות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סובב את שסתום 6 יציאות 2-way פנאומטי לתפקיד שמוצג באיור 1b באמצעות PLC, מדגם גזים מן הלולאה המדגמת מתבצע עם הליום והזריק על GC שנבחר × GC. שמור את השסתום במצב ההזרקה במשך 20 שניות. סובבו את שסתום 6 יציאות 2-way פנאומטי למקומם שמוצג באיור 1 א. </li> &lt;/ Ol&gt; </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בנוסף תקן פנימי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש 2-chloropyridine כסטנדרט פנימי עבור NCD מנתח. הסכום הציג של המתחם הזה תלוי מטרת הניסוי (הערכים שמודגמים טבלה 2). כדי להוסיף 2-chloropyridine בדיוק אחיד, לפזר את המתחם ב n-הקסאן (ערכים שמודגם טבלה 2) ועדין ומערבבים את התערובת לאחר ההכנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מוסיף את 2-chloropyridine התקן הפנימי רציף על ידי שאיבת התערובת המוכנה דרך קו העברת נימים, אשר ממוקם במרכז נחל המוצר לפני מערכת הדגימה. לשם כך משתמש במשאבת peristaltic ולשמור על יציבת קצב זרימה (ערכים מצוינים בטבלה 2). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רכישת נתונים וכימות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רוכש את הנתונים המתקבלים עם TOF-MS, ולהשתמש התוצאות עבור זיהוי מוצר וביסוס retentiעל פי של תוצרי התגובה. רכישת עיבוד מחדש של הנתונים המתקבלים FID הוא בדומה להליך להחיל עיבוד מחדש של התוצאות שנאספו באמצעות NCD, כמוסבר בסעיף 1.3.2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשב מחדש את תשואות המוצר באמצעות תקן פנימי 18. הצג סכום קבוע של חנקן (N 2) ברציפות לזרם המוצר ולהשתמש בו כמתחם התייחסות כפי שמוצג באיור 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים את הנתונים שהתקבלו על כלי נגינה שונים. החל הגורמים הכיול עבור כל מתחם התלוי הגלאי. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את גורם הכיול מתאן 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השג תגובה גורמת ביחס מתאן גזים קבעו לזיהוי על RGA ידי כיול. ודא כי עבור כל התרכובות העיקריות שזוהו על GC × GC הגורמים תגובה היחסית נקבעים על ידי כיול. עבור מוצרים קלים לשימוש גורמי כיול FID שדווחו על ידי דיאץ 52. אם גורמי מענה acompound אינם זמינים, לחשב ערכים בשיטת התרומה לקבוצה שפיתחה Dierickx et al. 53. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מתאן פונקציות כסטנדרט משני פנימי, וריכוז שלה הוא זקוק כדי לקבוע את ריכוזי מבוסס על הפסגות של GC × הכרומתוגרמה GC-FID. לכן לקבוע את קצב הזרימה ההמונית מתאן באמצעות משוואה 2: <img alt="משוואה 2" src="/files/ftp_upload/54236/54236eq2.jpg" /> איפה, F CH4 ו- f N2 הם הגורמים כיול של מתאן וחנקן על TCD בהתאמה. CH4 ו- A N2 הם אזורים השיא שהושגו במהלך ניתוח, בעוד <img alt="משוואה 3" src="/files/ftp_upload/54236/54236eq3.jpg" /> הוא קצב זרימת מסת החנקן מתווסף זרם השפכים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע כימות של מוצרים המכילים חנקן ידי החלת הנוהל מוסבר בסעיף 1.3.3. </li></ol></li></ol&gt;

למחברים אין מה לחשוף.

הפרוצדורות תארו אפשרו מקיפות מוצלח off-line ו on-line זיהוי וכימות של תרכובות המכילים חנקן בדגימות שנבדקו. הפרדת חנקן המכילים תרכובות בשמן פצלי הושג באמצעות GC × GC-NCD, כפי שמוצג באיור 3. מאז NCD לא יכול לשמש לזיהוי, פעמים השמירה של מינים שנצפו צורך הוקמה מראש על ידי ביצוע ניתוחים על GC × GC מצמיד את TOF-MS, מבוסס על הנוהל המפורט של אופטימיזציה flowrate הגז המובילה לגבי כל שיטת זיהוי 18,54....

העתודות של נפט גולמי מתוק אור מצמצמות בהדרגה, ולכן, משאבי מאובנים חלופיים נבחנים לשמש בתעשיית האנרגיה והפטרוכימיה. בנוסף, מקורות אנרגיה מתחדשים כגון שמנים ביו המיוצר על ידי מהיר פירוליזה של ביומסה הופכים משאבים אטרקטיבי יותר של דלקים מבוססי ביו וכימיקלים. אף על פי כן, נפט גולמי כבד היא בחירה ראשונה הגיונית, כי עתודות הנפט המוכחות הגדולות בקנדה ונצואלה 1-3. אלה האחרונים להיות מוכרים בתור עתודות הנפט גולמי הגדולות בעולם והרכבן דומה להרכב ביטומן הטבעי. בדומה-שמני ביו, נפט גולמי כבד נבדלי נפט גולמי אור על ידי הצמיגות הגבוהה שלהם בטמפרטורות מאגר, צפיפות גבוהה (כבידת API נמוכה), ותכנים משמעותיים של חנקן, חמצן, תרכובות המכילות גופרית 4,5. חלופת מבטיחה נוספת היא נפט מפצלי שמן, נגזר נפט מפצלי שמן. פצלי שמן הוא con סלע משקע פרטניkerogen taining, תערובת של תרכובות כימיות אורגניות עם מסה טוחנת גבוהה ככל 1,000 Da 6. Kerogen יכול להכיל חמצן אורגני, חנקן וגופרית במטריצה ​​פחמימנים; בהתאם לתנאי מוצא, גיל, ואת החילוץ. שיטות אפיון עולמיות הראו כי ריכוז heteroatoms (S, O ו- N) ב פצלי שמן ושמנים גולמיים כבדים הוא בדרך כלל גבוה יותר באופן משמעותי מאשר המפרטים להגדיר עבור המוצרים המשמשים למשל התעשייה הפטרוכימית 6. זה מתועד היטב כי תרכובות המכילים חנקן נוכח נפט גולמי קונבנציונלי כבד נפט מפצלי שמן יש השפעה שלילית על פעילות זרז hydrocracking, פיצוח קטליטי רפורמת תהליכי 7. בדומה לכך, זה כבר דווח כי נוכחות של תרכובות המכילות חנקן הם דאגה הבטיחות משום שהם לקדם היווצרות מסטיק the-box קר של קרקר קיטור 8. עיבוד ובטיחות אלה challenges הם נהג חזק כדי לשפר את השיטות הקיימות off-line ו on-line אפיון של חנקן המכילים תרכובות מטריצות פחמימנים מורכבים. גז כרומטוגרפיה דו מימדי (GC × GC) בשילוב עם גלאי chemiluminescence חנקן (NCD) היא טכניקה אפיון מעולה לעומת חד ממדי גז כרומטוגרפיה (GC) לניתוח דיזלים קונבנציונאלי או דגימות פחם נוזלי 7. לאחרונה שיטה פותחה ויושמה האפיון המחובר תוכן החנקן פצל שמן 6, זיהוי של תרכובות חנקן חילוץ נוכחות תזקיקי ביניים 9, וקביעת הרכב המפורט של שמן פירוליזה פסול פלסטיק 10. מכאן ברור כי GC × ניתוח GC הוא טכניקת עיבוד מחוברת עצמה לניתוח תערובות מורכבות 11-17. עם זאת, על-קו היישום הוא אתגר גדול יותר בשל הצורך אמיןnd הלא להפלות מתודולוגיה הדגימה. אחד מתודולוגיות הראשונים שפותחו לאפיון על-קו מקיף הודגם על ידי ניתוח שפכי כור פיצוח קיטור באמצעות TOF-MS ו FID 18. אופטימיזציה של הגדרות GC ו מערך עמודה מתאים מופעלים ניתוח של דגימות מורכבות פחמימנים החלו את מתאן פחמימנים polyaromatic (PAHs) 18. העבודה הנוכחית לוקחת שיטה זו לרמה חדשה על ידי הרחבת אותו זיהוי וכימות של תרכובות חנקן נוכחות התערובות פחמימנים המורכבות. שיטה כזו היא בין היתר על מנת לשפר את ההבנה הבסיסית של התפקיד התרכובות הללו לשחק בכמה תהליכים ויישומים. למיטב ידיעת המחברים, מידע בדבר קינטיקה של תהליכי הגיור של תרכובות המכילות חנקן הוא 19 נדירים, בין היתר בשל היעדר שיטה נאותה לזהות ולכמת תרכובת חנקן המכילהים בשפכי הכור. הקמת מתודולוגיה מחוברת ועל שורת המנתח היא אפוא תנאים הכרחיים לפני אחד יכול אפילו לנסות זינת שחזור 20-27 ודגימת קינטית. אחד התחומים אשר ירוויחו זיהוי וכימות מדויק של תרכובות המכילות חנקן הוא פיצוח או פירוליזה קיטור. ביו מאובנים כבדים הזנות עבור פיצוח קיטור או כורי פירוליזה מכילים אלף פחמימנים ותרכובות המכילות heteroatoms. יתר על כן, בשל המורכבות של ההזנה ואת הטבע המהפכני של הכימיה המתרחשים, עשרות אלף תגובות יכולים להתרחש בין אלף מינים של רדיקלים חופשיים 28, מה שהופך את שפכי הכור אפילו יותר מורכב מאשר החומר המוצא. בשנת תערובות פחמימנים חנקן קיים בעיקר מבנים ארומטיים, למשל, כפי פירידין או פירול; ומכאן מאמצים הניסיוניים ביותר הוקדשו הפירוק של אלה structures. ציאניד ethyne מימן דווחו מוצרים עיקריים עבור הפירוק התרמי של פירידין למד בתחום טמפרטורות של 1,148-1,323 מוצרי ק אחרים כגון ארומטיים מלחים ידיפו גם התגלו כמויות קטין 29. הפירוק התרמי של פירול נחקר בתוך טווח טמפרטורות רחב יותר של 1,050-1,450 K באמצעות ניסויי גל הלם. המוצרים העיקריים היו 3-butenenitrile, ציס וטרנס 2-butenenitrile, ציאניד המימן, אצטוניטריל, 2-propenenitrile, propanenitrile, ו propiolonitrile 30. בנוסף ניסויי צינור הלם תרמי פירוק בוצעו פירידין בטמפרטורות גבוהות וכתוצאה מכך ספקטרום מוצר דומה 31,32. תשואות מוצרים במחקרים אלה נקבעו על ידי יישום מאובזר של GC עם FID, גלאי זרחן חנקן (NPD) 31, ספקטרומטר מסה (MS) 32 ו התמרת אינפרא אדום (FTIR) ספקטרומטר 32 </sup&gt;. במתודולוגיה דומה ליישום FID ואת NPD יושמה לנתח את המוצרים פירוליזה נפט מפצלי שמן בכור זרימה רציפה 8. באמצעות מלכודת קרה 273.15 K ו- GC-MS, וינקלר et al. 33 הראה כי במהלך פירוליזה פירידין heteroatom המכיל תרכובות ארומטיות נוצר. ג&#39;אנג et al. 34 ו Debono et al. 35 יישם את השיטה של וינקלר et al. ללימוד פירוליזה של פסולת אורגנית. מוצרי התגובה העשירים בחנקן נותחו על-קו, באמצעות GC מצמיד את גלאי מוליכות תרמית (TCD) 34. המלחים שנאספו נותחו מחובר באמצעות GC-MS 34,35. פירוליזה סימולטני של טולואן פירידין הראה הבדל נטייה להיווצרות פיח לעומת פירוליזה פירידין, המציין את האופי המורכב של תגובות הרדיקלים החופשיים 31,36. אחד מתודולוגיות אנליטיות המקיפות ביותר פותח על ידי NAthan ועמיתים לעבודה 37. הם השתמשו FTIR, תהודה מגנטית גרעינית (NMR) ו- GC-MS לניתוח מוצרי פירוק של פירידין ו diazine ו תהודה מגנטית אלקטרונית (EPR) ספקטרוסקופיה לאיתור מינים של רדיקלים חופשיים. ניתוח FTIR יכול להיות גישה יעילה מאוד לזיהוי של מגוון גדול של מוצרים, אפילו PAHs 38-40, זאת כימות הוא מאוד מאתגר. כיול דורש סט מלא של ספקטרום אינפרא אדום בריכוזים שונים עבור כל מין יעד בטמפרטורה ספציפית ולחץ 41. מחקר שנערך לאחרונה של הונג et al. מדגים את האפשרויות של שימוש ספקטרומטריית מסה מולקולרי קורה (MBMS) ו photoionization אולטרה סגול ואקום סינכרוטרון מתכונן לקביעת מוצרי ביניים במהלך פירוק פירול ו פירידין 42,43. שיטה ניסיונית זו מאפשרת זיהוי סלקטיבית של ביניים isomeric וזיהוי-הסף ליד של רדיקלים ללא inflicting הפיצול של מינים ניתחו 44. עם זאת, חוסר הוודאות על ריכוזי נמדד באמצעות MBMS ניתוח הוא גם משמעותי. בעבודה זו, הראשונה תוצאות האפיון המקיפות המחוברות של נפט מפצלי שמן המורכבות מדווחות. בשלב הבא, את המגבלות של שימוש GC on-line × GC-TOF-MS / FID לניתוח של תרכובות חנקן במטריצה ​​פחמימנים מורכבת נידונות. לבסוף, המתודולוגיה החדש שפותח עבור כימות on-line של חנקן המכילים תרכובות ידי GC × GC-NCD מודגם. הניתוח האיכותי של מוצרים בוצע באמצעות TOF-MS, בעוד FID ו NCD שימשו כימות. היישום של NCD מהווה שיפור משמעותי לעומת באמצעות FID בגלל הסלקטיביות שלה גבוהה, גבול גילוי נמוך ותגובת equimolar.

<table><tbody><tr><td>2-כלורופירידין, 99%</td> <td>סיגמא אולדריץ'</td><td>C69802</td><td></td></tr><tr><td>שמן פצלים</td> רעיל במיוחד <td>מקורו בקולורדו, ארה"</td><td>ב אגן Piceance ב קולורדו, ארה"ב</td><td></td></tr><tr><td>פירידין רעיל, 99.8%</td> <td>סיגמא אולדריץ'</td><td>270970</td><td></td></tr><tr><td>פחמן דו חמצני רעיל במיוחד, נוזל קירור בדרגה תעשייתית</td><td>PRAXAIR</td><td>CDINDLB0D</td><td>ללבוש כפפות ומשקפיים בטיחותיים</td></tr><tr><td>הליום, 99.99%</td> <td>PRAXAIR</td><td>6.0</td><td></td></tr><tr><td>מימן, 99.95%</td> <td>אוויר נוזלי</td><td>695A-49</td><td></td></tr><tr><td>נוזל אוויר חמצן</td><td></td> דליק <td>905A-49 +</td> <td>דליק</td></tr><tr><td>אוויר</td><td>נוזלי</td><td>אוויר 365A-49X</td><td></td></tr><tr><td>חנקן</td><td>אוויר נוזלי</td><td>765A-49</td><td></td></tr><tr><td>הקסאן, 95+%</td> <td>Chemlab</td><td>CL00.0803.9025</td><td>רעיל</td></tr><tr><td>הפטן, 99+%</td> <td>Chemlab</td><td>CL00.0805.9025</td><td></td></tr><tr><td>חנקן רעיל, נוזל מקורר בדרגה תעשייתית</td><td>PRAXAIR</td><td>P0271L50S2A001</td><td>ללבוש כפפות ומשקפיים בטיחותיים</td></tr><tr><td>דגימה אוטומטית</td><td>תרמו מדעית, Interscience</td><td>AI/AS 3000</td><td></td></tr><tr><td>טמפרטורה גבוהה 6 יציאות/2 שסתום מיקום</td><td>Valco Instruments Company Incorporated</td><td>SSACGUWT</td><td></td></tr><tr><td>Gas כרומטוגרף</td><td>תרמו מדעי, Interscience</td><td>Trace GC אולטרה</td><td></td></tr><tr><td>מנתח גז זיקוק</td><td>Thermo Scientific, Interscience</td><td>KAV00309</td><td></td></tr><tr><td>rtx-1-PONA עמודה</td><td>Restek כרומטוגרפיה טהורה</td><td>10195-146</td><td></td></tr><tr><td>BPX-50 עמודה</td><td>SGE מדע אנליטי</td><td>54741</td><td></td></tr><tr><td>TOF-MS</td><td>Thermo Scientific, Interscience</td><td>Tempus Plus 1.4 SR1 Finnigan</td><td></td></tr><tr><td>NCD</td><td>Agilent Technologgies</td><td>NCD 255</td><td></td></tr><tr><td>Chrom-card</td><td>Thermo Scientific, Interscience</td><td>HyperChrom 2.4.1</td><td></td></tr><tr><td>Xcalibur software</td><td>Thermo Scientific, Interscience</td><td>1.4 SR1</td><td></td></tr><tr><td>Chrom-card software</td><td>Thermo Scientific, Interscience</td><td>HyperChrom 2.7</td><td></td></tr><tr><td>GC image software</td><td>Zoex Corporation</td><td>תמונת GC 2.3</td><td></td></tr></tbody></table>

ניתוח אונליין של חנקן המכיל תרכובות ב מטריצות פחמימן complex

On-line Analysis of Nitrogen Containing Compounds in Complex Hydrocarbon Matrixes

המעבר לשמנים כבדים גולמיים ואת השימוש במשאבים מאובנים חלופיים כגון פצלי שמן הם אתגר לתעשייה הפטרוכימית. רכב שמנים כבדים גולמיים שמני פצלי משתנה בהתאם באופן משמעותי על מוצאם של התערובת. בפרט שהם מכילים כמות מוגברת של חנקן המכיל תרכובות לעומת הנפט הגולמי המתוק כמקובל בשימוש. כמו תרכובות חנקן להשפיע על הפעלת תהליכים תרמיים המתרחשים ביחידות קוקר וקרקרים ואדים כמו כמה מינים נחשבים לסביבה מסוכנת, ניתוח מפורט של התגובות היו מעורבים תרכובות המכילות חנקן בתנאים פירוליזה מספק מידע רב ערך. לכן שיטה חדשה פותחה ומאומתת עם זינה המכיל תוכן חנקן גבוה, כלומר, פצלי שמן. ראשית, את ההזנה התאפיינה מחובר על ידי גז כרומטוגרפיה מקיף דו מימדי (GC × GC) בשילוב עם nitrגלאי chemiluminescence עוגן (NCD). במקום שני בשלב שיטת ניתוח on-line פותח ונבדקה על מפעל פיילוט פיצוח קיטור על ידי האכלת פירידין מומס heptane. הראשונה מסבירה תרכובת נציג באחת הכיתות הנפוצות ביותר של תרכובות נוכח נפט מפצלי שמן. רכב שפכי הכור נקבע באמצעות מערכת דגימה בתוך הבית שפותחה אוטומטית ואחריו הזרקה מיידית של המדגם על GC × GC מצמיד עם ספקטרומטר מסת זמן של טיסה (TOF-MS), גלאי יינון להבה (FID ) ו NCD. שיטה חדשה לניתוח כמותי של תרכובות המכילות חנקן באמצעות NCD ו -2-chloropyridine כסטנדרט פנימי הפותח והפגינה.

הכרומתוגרמה שהושג באמצעות GC מחובר × GC-NCD לאפיון של חנקן המכיל תרכובות במדגם נפט מפצלי שמן ניתן באיור 3 השיעורים הבאים זוהו:. Pyridines, anilines, quinolines, indoles, acridines, ו carbazoles. יתר על כן, כימות מפורט של תרכובות הפרט היה אפשרי. מן הנתונים שנאספו שימש לקביעת ריכוזי מתחם הפרט, ואת הערכים שהתקבלו מוצגים בלוח 5. המדגם ניתח מכיל 4.21 WT.% של תרכובות המכילות חנקן בעיקר השייכים לסיווג פירידין. מנקודת מבט ...

שיטה המשלבת כרומטוגרפיה גז דו-מימדי מקיף עם זיהוי chemiluminescence חנקן פותחה ויושמה ניתוח on-line של תרכובות המכילות חנקן במטריצה ​​פחמימנים מורכבים.

ניתוח אונליין של חנקן המכיל תרכובות ב מטריצות פחמימן Complex

The shift to heavy crude oils and the use of alternative fossil resources such as shale oil are a challenge for the petrochemical industry. The ...

המטרה הכללית של ניסוי זה היא לזהות ולכמת תרכובות המכילות חנקן במטריצה פחמימנית מורכבת. שיטה זו נותנת מענה לשאלות בתחום ההנדסה הכימית ותעשיית הפטרוכימיה, כגון ניתוח מלא של זרם השפכים ממפעל לפיצוח באדים (steam cracker) או זרמים פטרוכימיים אחרים. היתרון המרכזי של טכניקה זו הוא שהיא מקיפה וכמותית.ההשלכות של טכניקה זו משתרעות על פני ספקטרום הגילוי של תוצרי מעקב אחר קיטור, מכיוון שהיא מספקת ניתוח כמותי ואמין של תרכובות המכילות חנקן בזרם השפכים של הריאקטור. שיטה זו מעניקה תובנות לגבי הכימיה של פחמימנים המכילים חנקן, אך ניתן ליישמה גם בתהליכים אחרים, כגון פירוק תרמי מהיר (fast pyrolysis) של ביומסה. באופן כללי, חוקרים שאינם בקיאים בשיטה זו עלולים להיתקל באתגרים הקשורים לדגימה בטמפרטורה גבוהה.כדי להתחיל בהליך זה, שקלו שני מבחנות זכוכית באמצעות מאזניים אנליטיים ורשמו את הערכים שנמדדו. הוסיפו כ-25 milligrams של התקן הפנימי, 2-Chloropyridine, למבחנה הראשונה. לאחר מכן, אפסו את המאזניים עם המבחנה הראשונה והוסיפו כ-1,100 milligrams של דגימה של שמן פצלוֹת.נערו בעדינות את הבקבוק כדי לערבב את התערובת. הניחו את הבקבוק השני על המאזניים ואפסו אותם. העבירו כ-25 milligrams מהתערובת שהוכנה אל הבקבוק השני, ולאחר מכן הוסיפו כ-450 milligrams מדגימת שמן הפצלי המקורית.בצע את ניתוח ה-GC-NCD הדו-ממדי באמצעות מכשיר GC דו-ממדי המצויד במודולטור קריוגני של פחמן דו-חמצני נוזלי דו-שלבי. ראשית, חבר את עמודת ה-PONA הבלתי פולרית של הממד הראשון ישירות לעמודת ה-BPX50 הבינונית-פולריות של הממד השני. החל את תנאי ההפעלה הדו-ממדיים שעברו אופטימיזציה לזיהוי תרכובות המכילות חנקן בשמן פצלים על ידי הגדרת הפרמטרים בתוכנה.עבור ה-NCD, הגדירו את קצבי הזרימה ל-5 ו-11 מיליליטר לדקה עבור מימן וחמצן בהתאמה, תוך שמירה על טמפרטורת המבער ב-925 מעלות צלזיוס בבקר הפלסמה הכפול של הגלאי. לאחר מכן, הזריקו את הדגימה באמצעות הדוגם האוטומטי על ידי הפעלת הניתוח דרך התוכנה. במהלך ניסוי הניתוח המקוון (online analysis), הסיקו heptane ומים באמצעות משאבה סיבובית הנשלטת במחשב על ידי הגדרת קצב הזרימה באמצעות בקר לוגי מתוכנת, או PLC, והכניסו pyridine למקטע הקונבקציה של הריאקטור על ידי הגדרה ידנית של מהירות משאבת הבוכנה.לפני חלק התגובה של הכבשן, אדו ואערבבו את חומרי ההזנה בשני אזורי חימום נפרדים המוחזקים בטמפרטורה של 500 °C. כעת, הגדירו פרופיל טמפרטורה עבור הכור העשוי פלדה מססבית, באורך 12.4 מטרים ובקוטר פנימי של 9 מילימטרים, על ידי קביעת הטמפרטורות בחמשת אזורי החימום באמצעות ה-PLC. לאחר מכן, הוסיפו חנקן נוזלי לתוך תנור ה-GC כדי להוריד את הטמפרטורה ל-40 °C-.עבור ה-NDC, הגדירו ידנית את קצבי הזרימה ל-5 ו-11 milliliters per minute עבור מימן וחמצן בהתאמה, תוך שמירה על טמפרטורת המבער על 925 degrees Celsius. לאחר מכן, דגמו את שפכים ה-pilot plant בקו שבין 400 ל-500 degrees Celsius, תחילה על ידי העברת השסתום הפנאומטי בעל שישה פתחים ושני כיוונים למצב שטיפה (purging) באמצעות ה-PLC ושטיפת לולאת הדגימה למשך שתי דקות לפחות. לאחר מכן, העבירו את השסתום הפנאומטי בעל שישה פתחים ושני כיוונים למצב הזרקה באמצעות ה-PLC.להכנת התקן הפנימי, המיסו שני chloropyradine ב-n hexane וערבבו את התערובת ידנית. הוסיפו את התקן הפנימי באופן רציף על ידי שאיבת התערובת שהוכנה דרך קו העברה קפילרי הממוקם במרכז זרם המוצר לפני מערכת הדגימה. כאן מוצגת הכרומטוגרמה שהתקבלה באמצעות GC-NCD דו-ממדי במצב offline לאפיון של תרכובות המכילות חנקן בשמן פצלים.זוהו מספר תרכובות וריכוזיהן נקבעו. הדגימה שנבדקה הכילה 4.21 אחוזים משקל של תרכובות המכילות חנקן, השייכות בעיקר למשפחת הפרידין. לצורך זיהוי תוצרי התגובה וקביעת זמני השהות של התרכובות בתנאי הכרומטוגרפיה שנבחרו, נעשה שימוש בניתוח on line two-dimensional GC tof MS של זרימת המוצר מהריאקטור במהלך פירוליזה של תערובת פרידין והפטאן.ניתוח GC FID דו-ממדי שימש לקביעת הרכב זרם המוצא של הכור בעת שימוש בקיטור כמדלל. ריכוזי המוצרים שהתקבלו מפורטים כאן. שיטת GC-NCD דו-ממדית מקוונת נבחנה בתנאים שנבחרו כדי למנוע פירוק של פירידין, וריכוז פירידין של 819 parts per million weight נמדד באמצעות תגובת הגלאי שהתקבלה וריכוז ידוע של סטנדרט פנימי.השגיאה היחסית של המדידה הייתה פחות משלושה אחוזים. כאן מוצגים הכרומטוגרמות הדו-ממדיות של ה-FID וה-GC NCD מניסוי פיצוח בקיטור של heptane עם pyridine. זוהו מספר תרכובות המכילות חנקן, וריכוז החנקן בזרם התוצאה של התגובה נקבע כ-124.5 parts per million weight, מה שמתבסס על השבה של חנקן בשיעור של 98.5 אחוזים.ברגע ששולטים בטכניקה זו, ניתן להפיק תוצאות מדויקות אפילו עבור ריכוזים מזעריים של רכיבים המכילים חנקן. בעת ביצוע הליך זה, חשוב לזכור להוסיף כמות של סטנדרטים פנימיים שתניב ריכוז דומה לריכוז של המוצרים הניתנים לגילוי. לאחר פיתוחה, סללה טכניקה זו את הדרך עבור חוקרים בתחום הקינטיקה הכימית של פירוק פחמימנים המכילים חנקן.וזאת עם דיוק גבוה משמעותית. לאחר צפייה בסרטון זה, תהיה לכם הבנה טובה לגבי האופן שבו ניתן למנוע אפליה של תרכובות בעלות נקודת רתיחה גבוהה במהלך דגימה מקוונת. כושר ההפרדה הגבוה של GC דו-ממדי, בשילוב עם גלאי רגיש וסלקטיבי מאוד, מאפשרים לנו לחרוג הרבה מעבר למצב הטכנולוגי הקיים, ומספקים תוצאות כמותיות, מדויקות וניתנות לשחזור.אל תשכחו שעבודה עם תרכובות המכילות חנקן עלולה להיות מסוכנת ביותר. יש להכין תמיסות ודגימות באזור מאוורר.

on-line-analysis-nitrogen-containing-compounds-complex-hydrocarbon

Research

JoVE Journal

Chemistry

כימיה

עבודות קודמות מצביעות על כך שההרכב האיזוטופי של חנקן של תחמוצות חנקן אטמוספריות עשוי להבחין בהשפעה של מקורות שונים בסביבה. אנו מדווחים על שיטה אוטומטית, ניידת ומבוססת שדה ליעילות איסוף גבוהה של NOx אטמוספרי לניתוח איזוטופי N ברזולוציית זמן שעתית.

אוטומטיות, מערכת איסוף ניידת ברזולוציה גבוהה עבור ניתוח איזוטופי החנקן של NO<sub&gt; x</sub

Α-hydroxylation של nitrosamines מסרטנים מאת ציטוכרום P450s הוא מסלול מטבולי מקובל שמייצר מזיקות-DNA intermediates, לגרום מוטציות. עם זאת, נתונים חדשים מציין עוד חמצון כדי nitrosamides יכול להתרחש. אנו מתארים גנרל שיטה לגילוי nitrosamides המופק במבחנה ציטוכרום P450 מזורז מטבוליזם של nitrosamines.

שיטה כללית לגילוי Nitrosamide היווצרות בחילוף החומרים במבחנה של Nitrosamines מאת ציטוכרום P450s

פרוטוקול זה מתאר תפוקת יחיד של שיטות אנליטיות, טכנולוגיות משלימים לשיאה אפיון מלא-זוגי של חומר אורגני טבעי, פרוטאומיקס מיקרוביאלית של מערכות אקולוגיות. גישה זו מאפשרת השוואות חזקים לזיהוי מסלולים מטבוליים והעתקות חשוב המתאר הפקת גז חממה, חיזוי תגובות השינוי הסביבתי.

יחיד-תפוקה משלימים שיטות אנליטיות ברזולוציה גבוהה עבור אפיון תערובות מורכבות חומר אורגני טבעי

נייטרלי SO2 אשכולות של אנרגיה קינטית נמוכה (≪ 0.8 eV/בוחרים) משמשים desorb מולקולות פני השטח מורכבים כגון פפטידים או שומנים לניתוח נוסף באמצעות ספקטרומטר מסה באמצעות ספקטרומטר המסה של מלכודת יונים. אין צורך בהכנה לדוגמה מיוחדת, וניתן להתבונן בזמן אמת על תגובות.

ניתוח של מולקולות מורכבות והתגובות שלהם על משטחים באמצעות מצבר-המושרה באמצעות אשכול/אינון המסה ספקטרומטריה

כאן, אנו מציגים שיטה העושה שימוש בשני מימדי גז כרומטוגרפיה והחנקן כימוניאומיינינסנציה זיהוי (GCxGC-NCD) כדי לאפיין בהרחבה את המחלקות השונות של חנקן המכיל תרכובות דיזל וסילון דלקים.

אפיון של מתחם חנקן בדלקים על ידי כרומטוגרפיה גז רב מימדית

על מנת לחקור באופן מקיף את המגוון של גליקנים מקושרים O, הליך חדש לסילוק β רדוקטיבי בתוך הג'ל, בשילוב עם פרמתילציה ושיטת חלוקת פאזה מהירה, מיושם לניתוח גליקנים מקושרים O המשתחררים ישירות מגליקופרוטאינים שנפתרו על ידי SDS-PAGE וניתנים לניתוח גליקומי לאחר מכן על ידי ספקטרומטריית מסה.

השתפר בג&#39;ל Sulfo-glycomics β-ביעור עבור מקיף O צמוד וReductive ידי ספקטרומטריית מסה

וידאו זה מציג פרוטוקול לניתוח spectrometrical ההמוני של תרכובות רגישות תנודתי ושל חמצון באמצעות יינון השפעת אלקטרונים. הטכניקה המוצגת הינה בעיקר עניין לכימאים אורגניים, עבודה עם organyls מתכת, silanes, או phosphanes שצריך להיות מטופלים באמצעות תנאי אינרטי, כגון טכניקת Schlenk.

ניתוח של תרכובות נדיפות רגישות וחמצון באמצעות מערכת קרה מפרצון ואלקטרוני השפעה המוני ספקטרומטריית

מוצג הליך לביצוע אלקטרופולימריזציה רדוקטיבית של תרכובות המכילות ויניל על אלקטרודות מצופות פחמן זכוכית ותחמוצת פח מסוממת בפלואור. כלולות המלצות על תצורות תאים אלקטרוכימיים ונהלי פתרון בעיות. למרות שאינו מתואר כאן במפורש, אלקטרופולימריזציה חמצונית של תרכובות המכילות פירול עוקבת אחר נהלים דומים לאלקטרופולימריזציה רדוקטיבית מבוססת ויניל.

Electropolymerization המצמצם של קומפלקס פולי-pyridyl המכיל ויניל עליו מזוגג פחמן וטין אוקסיד אלקטרודות מסוממת-פלואור

חנקן הוא נוזל סופר קריטי אפקטיבי לתהליכי מיצוי או ייבוש בשל גודלה הקטן המולקולרי, צפיפות גבוהה במשטר הסופר קריטי כמעט נוזלי, ואדישות כימית. אנו מציגים פרוטוקול ייבוש חנקן סופר קריטי לטיפול הטיהור של חומרים תגובתי, נקבוביים.

עיבוד חנקן סופר קריטי עבור הטיהור של חומרים נקבוביים ריאקטיבי

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לגואנידינילציה ישירה בשלב מוקדם המאפשר סינתזה כוללת מהירה של מולקולות אורגניות קטנות המכילות אמינוגואנידין. חומר ביניים סינתטי מתקדם המשמש בסינתזה של מעכב גורם קרישת דם XIa הוכן באמצעות פרוטוקול זה.

ישיר, בשלבים מוקדמים Guanidinylation פרוטוקול לסינתזה של מוצרים טבעיים Aminoguanidine המכיל קומפלקס

למדו שיטה לניתוח אונליין של תרכובות חנקן במטריצות פחמימן מורכבות באמצעות כרומטוגרפיית גז דו-ממדית וגילוי כימילומינסצנציה. השיטה מספקת נתונים כמותיים אמינים לתעשייה הפטרוכימית ולניטור סביבתי.

ניתוח אונליין של חנקן המכיל תרכובות ב מטריצות פחמימן Complex

גלה סרטונים נוספים