Werkwijze combineren uitgebreide tweedimensionale gaschromatografie met stikstof chemiluminescentiedetectie is ontwikkeld en toegepast op on-line analyse van stikstofhoudende verbindingen in een complexe koolwaterstof matrix.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
On-line analyse van stikstofhoudende verbindingen in Complex Hydrocarbon Matrix
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
De verschuiving naar zware ruwe oliën en het gebruik van alternatieve fossiele grondstoffen zoals schalieolie zijn een uitdaging voor de petrochemische industrie. De samenstelling van zware ruwe oliën en schalieolie varieert aanzienlijk afhankelijk van de herkomst van het mengsel. Met name bevatten ze een verhoogde hoeveelheid stikstofhoudende verbindingen in vergelijking met de conventioneel gebruikte zoete ruwe olie. Als stikstofverbindingen invloed hebben op de werking van de thermische processen in coker units en stoomkrakers en zoals sommige soorten worden beschouwd als milieugevaarlijke een gedetailleerde analyse van de reacties met stikstofhoudende verbindingen onder pyrolyseomstandigheden waardevolle informatie. Daarom is een nieuwe methode ontwikkeld en gevalideerd met een voeding met een hoog stikstofgehalte, dat wil zeggen, een schalieolie. Eerst werd de toevoer offline gekenmerkt door uitgebreide tweedimensionale gaschromatografie (GC × GC) gekoppeld met een nitrOgen chemoluminescentie detector (NCD). In een tweede stap werd de on-line analyse methode ontwikkeld en op een stoomkraakproces proefinstallatie tests waarbij pyridine opgelost in heptaan. De eerste is een representatieve verbinding volgens één van de meest overvloedige klasse van verbindingen die in schalieolie. De samenstelling van de reactoreffluent werd bepaald via een zelf ontwikkeld geautomatiseerd bemonsteringssysteem gevolgd door directe injectie van het monster op een GC × GC gekoppeld aan een time-of-flight mass spectrometer (TOF-MS), vlamionisatiedetector (FID ) en NCD. Een nieuwe methode voor de kwantitatieve analyse van stikstofhoudende verbindingen gebruikt NCD en 2-chloorpyridine als interne standaard ontwikkeld en gedemonstreerd.
Inleiding
De reserves van licht zoete ruwe olie geleidelijk afneemt, en dus worden alternatieve fossiele bronnen overwogen voor gebruik in de energie en petrochemische industrie. Bovendien, hernieuwbare energiebronnen zoals bio-olie, verkregen door snelle pyrolyse van biomassa worden een steeds aantrekkelijker middelen van bio-brandstoffen en chemicaliën. Niettemin zware ruwe olie is een logische eerste keuze vanwege de grote bewezen reserves in Canada en Venezuela 1-3. Deze laatste worden beschouwd als de grootste ruwe oliereserves in de wereld en hun samenstelling is vergelijkbaar met de samenstelling van natuurlijk bitumen. Vergelijkbaar met bio-olie, zware ruwe ....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
Let op: Raadpleeg de relevante veiligheidsinformatiebladen (VIB) van alle verbindingen voor gebruik. Passende veiligheidsmaatregelen praktijken worden aanbevolen. Oplossingen en monsters moeten worden bereid in de zuurkast, terwijl het gebruik van persoonlijke beschermingsmiddelen. Best practice impliceert het gebruik van een veiligheidsbril, bescherming laboratorium handschoenen, laboratoriumjas, volledige lengte broek en dichte schoenen. De reactor moet goed worden afgesloten als meerdere reactanten en reactieproducten acuut giftig en kankerverwekkend kunnen zijn.
1. Offline GC × GC-NCD Analyse
- Monstervoorbereiding voor offline GC × GC-an....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Het chromatogram verkregen met de offline GC × GC-NCD ter karakterisering van stikstofhoudende verbindingen in een schalieolie monster wordt in figuur 3 de volgende klassen werden onderscheiden:. Pyridinen, anilinen, chinolinen, indolen, acridinen en carbazolen. Bovendien gedetailleerde kwantificatie van de afzonderlijke verbindingen mogelijk was. De verzamelde gegevens werden gebruikt om de individuele verbinding concentraties te bepalen, en de verkregen waarden zijn we.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
De beschreven experimentele procedures mogelijk een succesvolle uitgebreide off-line en on-line identificatie en kwantificatie van stikstofhoudende verbindingen in de onderzochte monsters.
De scheiding van stikstof bevattende verbindingen schalieolie werd uitgevoerd onder toepassing van GC × GC-NCD, zie figuur 3. Aangezien de NCD niet kan worden gebruikt voor identificatie, de retentietijd waargenomen soorten moeten vooraf worden vastgesteld door het uitvoeren van analyses d.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
Het SBO project "Bioleum" (IWT-SBO 130.039), ondersteund door het Instituut voor de Aanmoediging van Innovatie door Wetenschap en Technologie in Vlaanderen (IWT) en het 'Long Term Structural Methusalem financiering door de Vlaamse Regering' worden erkend.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 2-Chloropyridine, 99% | Sigma Aldrich | C69802 | Zeer giftig |
| Shale oil | Origin Colorado, US | Piceance Basin in Colorado, USA | Giftig |
| Pyridine, 99.8% | Sigma Aldrich | 270970 | Zeer giftig |
| Carbon Dioxide, industrial grade refrigerated liquid | PRAXAIR | CDINDLB0D | Draag veiligheidshandschoenen en -bril |
| Helium, 99.99% | PRAXAIR | 6.0 | |
| Hydrogen, 99.95% | Air Liquide | 695A-49 | Ontvlambaar |
| Oxygen | Air Liquide | 905A-49+ | Ontvlambaar |
| Air | Air Liquide | 365A-49X | |
| Nitrogen | Air Liquide | 765A-49 | |
| Hexane, 95+% | Chemlab | CL00.0803.9025 | Giftig |
| Heptane, 99+% | Chemlab | CL00.0805.9025 | Giftig |
| Nitrogen, industrial grade refrigerated liquid | PRAXAIR | P0271L50S2A001 | Draag veiligheidshandschoenen en -bril |
| Autosampler | Thermo Scientific, Interscience | AI/AS 3000 | |
| High temperature 6 port/2 position valve | Valco Instruments Company Incorporated | SSACGUWT | |
| Gas chromatograph | Thermo Scientific, Interscience | Trace GC ultra | |
| Rafinery Gas Analyzer | Thermo Scientific, Interscience | KAV00309 | |
| rtx-1-PONA column | Restek Pure Chromatography | 10195-146 | |
| BPX-50 column | SGE Analytical science | 54741 | |
| TOF-MS | Thermo Scientific, Interscience | Tempus Plus 1.4 SR1 Finnigan | |
| NCD | Agilent Technologties | NCD 255 | |
| Chrom-card | Thermo Scientific, Interscience | HyperChrom 2.4.1 | |
| Xcalibur software | Thermo Scientific, Interscience | 1.4 SR1 | |
| Chrom-card software | Thermo Scientific, Interscience | HyperChrom 2.7 | |
| GC image software | Zoex Corporation | GC image 2.3 |
Referenties
- Meyer, R. F., Witt, W. J. Definition and World Resources of Natural Bitumens. U.S. Geological Survey. , (1944).
- Dusseault, M. B. Comparing Venezuelan and Canadian Heavy Oil and Tar Sand. Petroleum Society's Canadian International Petroleum Conference. , 2001-061(2001).
- Hernández, R., Villarroel, I. Technological Developments for Enhancing Extra Heavy Oil Productivity in Fields of the Faja Petrolifera del Orinoco (FPO), Venezuela. AAPG Annual Convention and Exhibition. Search and Discovery Article. , 20205(2013)....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
