Artigo de método

Análise on-line de compostos contendo azoto em matrizes de hidrocarbonetos complexos

DOI:

10.3791/54236

⸱

5 de agosto de 2016

 ,  ,  , 
1Laboratory for Chemical Technology, Faculty of Engineering and Architecture, Ghent University

Neste artigo

Resumo

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Um método que combina cromatografia de gás abrangente bidimensional com detecção por quimioluminescência de azoto, foi desenvolvido e aplicado para análise em linha de compostos contendo azoto numa matriz complexa de hidrocarbonetos.

Resumo

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A mudança para óleos crus pesados ​​eo uso de recursos alternativos fósseis, como óleo de xisto são um desafio para a indústria petroquímica. A composição de petróleos brutos pesados ​​e óleos de xisto varia substancialmente em função da origem da mistura. Em particular, eles contêm uma maior quantidade de compostos que contêm azoto comparado com os crudes doces convencionalmente utilizados. Como compostos de azoto tem uma influência sobre a operação dos processos térmicos que ocorrem em unidades de coker e de craqueamento a vapor, e como algumas espécies são considerados como perigosos para o ambiente, uma análise pormenorizada das reacções que envolvem compostos contendo azoto sob condições de pirólise fornece informação valiosa. Por conseguinte, um novo método foi desenvolvido e validado com uma matéria-prima que contém um teor de azoto elevada, ou seja, um óleo de xisto. Em primeiro lugar, a alimentação foi desligada caracterizado por cromatografia em fase gasosa bidimensional abrangente (GCxGC) acoplado com um Nitrdetector de quimiluminescência og�io (NCD). Em uma segunda etapa do método de análise on-line foi desenvolvido e testado em uma planta piloto de craqueamento a vapor, alimentando piridina dissolvido em heptano. Sendo o primeiro um composto representativo de uma das classes mais abundantes de compostos presentes no óleo de xisto. A composição do efluente do reactor foi determinada por meio de um sistema de amostragem automatizado desenvolvido internamente seguido por injecção imediata da amostra sobre um GCxGC acoplada com um espectrómetro de tempo-de-voo de massa (TOF-MS), detector de ionização de chama (FID ) e NCD. Um novo método para a análise quantitativa de compostos contendo azoto utilizando NCD e 2-cloropiridina como um padrão interno foi desenvolvido e demonstrado.

Introdução

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As reservas de luz óleos brutos doces estão gradualmente diminuindo, e, portanto, os recursos fósseis alternativos estão sendo considerados para ser usado na indústria de energia e petroquímica. Além disso, as energias renováveis, tais como bio-óleos produzidos por pirólise rápida de biomassa estão se tornando um dos recursos mais atraentes de combustíveis de base biológica e produtos químicos. No entanto, o petróleo bruto pesado é uma primeira escolha lógica por causa das grandes reservas provadas no Canadá e Venezuela 1-3. O último estão sendo reconhecidos como as maiores reservas de petróleo do mundo e sua composição é semelhante à composição de betume ....

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Protocolo

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Cuidado: Consulte as fichas técnicas relevantes de dados de segurança do material (MSDS) de todos os compostos antes de usar. práticas de segurança apropriadas são recomendadas. Soluções e as amostras devem ser preparadas na capela, ao usar equipamentos de protecção individual. A melhor prática implica a utilização de óculos de segurança, luvas de laboratório protecção, jaleco, calça de corpo inteiro, e sapatos fechados. O reator deve ser devidamente selados como vários reagentes e produtos de reacção pode ser altamente tóxico e cancerígeno.

Análise 1. offline GC × GC-NCD

  1. Preparação de Amostras para GC desligada × análise GC

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    Resultados

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    O cromatograma obtido usando o GC desligada × GC-NCD para caracterização de compostos contendo azoto na amostra de um óleo de xisto é dada na Figura 3 foram identificadas as seguintes classes:. Piridinas, anilinas, quinolinas, indoles, acridinas carbazóis, e. Além disso, a quantificação detalhada dos compostos individuais, foi possível. Os dados recolhidos foi usada para determinar as concentrações de compostos individuais, e os valores obtidos são apresentados na

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    Discussão

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    Os procedimentos experimentais descritos permitiu uma abrangente sucesso off-line e on-line a identificação e quantificação de compostos azotados nas amostras estudadas.

    A separação do azoto contendo compostos em óleo de xisto foi realizada utilizando GCxGC-NCD, como mostrado na Figura 3. Uma vez que o DNT não pode ser utilizado para a identificação, os tempos de retenção dos diferentes espécies observadas devem ser estabelecidos antecipadamente efectuando análises na GCxGC .......

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    Divulgações

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    Os autores não têm nada a divulgar.

    Agradecimentos

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    O projeto SBO "Bioleum" (IWT-SBO 130039), apoiado pelo Instituto para a Promoção da Inovação através da Ciência e Tecnologia na Flandres (IWT) e do 'Long Term estrutural Methusalem Financiamento pelo Governo flamengo' são reconhecidos.

    ....

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    Materiais

    Lista de materiais utilizados neste artigo
    NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
    2-Cloropiridina, 99%Sigma AldrichC69802Óleo de
    xistoOrigem Colorado, EUAPiceance Bacia em
    Colorado, EUA
    Piridina tóxica, 99,8%Sigma Aldrich270970altamente tóxico
    , líquido refrigerado de grau industrialPRAXAIRCDINDLB0DUse luvas e óculos
    Hélio, 99,99%PRAXAIR6,0
    Hidrogênio, 99,95%Air Liquide695A-49Oxigênio Inflamável
    Air Liquide905A-49 +Ar Inflamável
    Air Liquide365A-49X
    NitrogênioAir Liquide765A-49
    Hexano, 95 +%ChemlabCL00.0803.9025Tóxico
    Heptano, 99+%ChemlabCL00.0805.9025Nitrogênio
    tóxico, líquido refrigerado de grau industrialPRAXAIRP0271L50S2A001Use luvas e óculos de segurança
    Amostrador automáticoThermo Scientific, InterscienceAI/AS 3000
    Válvula de alta temperatura de 6 portas/2 posiçõesValco Instruments Company IncorporatedSSACGUWT
    Gas cromatógrafoThermo Scientific, InterscienceTrace GC ultra
    Rafinery Gas AnalyzerThermo Scientific, InterscienceKAV00309
    coluna rtx-1-PONACromatografia pura Restek10195-146
    coluna BPX-50SGE Ciência analítica54741
    TOF-MSThermo Scientific, InterscienceTempus Plus 1.4 SR1 Finnigan
    NCDAgilent TechnologgiesNCD 255
    Chrom-cardThermo Scientific, InterscienceHyperChrom 2.4.1
    Xcalibur softwareThermo Scientific, Interscience1.4 SR1
    Chrom-card software ThermoScientific, InterscienceHyperChrom 2.7
    GC image softwareZoex CorporationImagem GC 2.3
    altamente tóxico Dióxido de carbono de segurança

    Referências

    $$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
    1. Meyer, R. F., Witt, W. J. Definition and World Resources of Natural Bitumens. U.S. Geological Survey. , (1944).
    2. Dusseault, M. B. Comparing Venezuelan and Canadian Heavy Oil and Tar Sand. Petroleum Society's Canadian International Petroleum Conference. , 2001-061(2001).
    3. 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)....

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