Caracterização do composto de nitrogênio em combustíveis por cromatografia multidimensional de gás

Este é um método para a caracterização detalhada de espécies de nitrogênio em combustível a jato e diesel. Ele permite que um usuário gere informações de nível de classe compostas sobre a distribuição de nitrogênio dentro de um combustível, o que pode fornecer maior percepção sobre o comportamento e o desempenho do combustível. Este método utiliza instrumentação econômica e comercialmente disponível, permite a quantitação de um único padrão e requer uma preparação limitada da amostra.

Uma coluna GC secundária deve ser looped dentro do modulador. E se não estiver alinhado perfeitamente, a cromatografia seria inútil, então aproveite seu tempo para alinhá-la. Antes de iniciar um experimento, execute os padrões de calibração conforme indicado, e adicione um mililitro de cada padrão em frascos de cromatografia de gás individual.

Para a instalação da coluna, primeiro coloque uma coluna primária de 30 metros no forno de cromatografia a gás e conecte a coluna à entrada sem divisão. Corte 2,75 metros da coluna secundária e use uma caneta Wite-Out para colocar uma marca na coluna em 0,375 e 1.375 metros. Coloque a coluna secundária no suporte da coluna moduladora Zoex e use as marcas como guias para criar um laço de um metro dentro do suporte.

Use uma microsisão para conectar a extremidade mais curta da coluna secundária à coluna primária. Para verificar se há conexão bem sucedida, ligue o fluxo de gás e insira a extremidade aberta da coluna em um frasco de metanol. Uma conexão bem sucedida pode ser confirmada pela presença de bolhas.

Coloque o suporte da coluna no modulador e ajuste os laços conforme necessário para que se alinem corretamente com os jatos frios e quentes. Em seguida, insira a outra extremidade da coluna no queimador de detecção de quimiominascência de nitrogênio, e ligue todos os queimadores e fluxos de gás para garantir que não haja vazamentos. No software do computador, defina os parâmetros do instrumento conforme indicado na tabela.

Coloque a temperatura inicial do forno a 60 graus Celsius com uma taxa de rampa de cinco graus Celsius por minuto a 160 graus Celsius. Quando o forno atingir a temperatura-alvo, mude a taxa de rampa para quatro graus Celsius por minuto até que o forno atinja 300 graus Celsius, com um tempo total de execução de 55 minutos por amostra. Coloque a temperatura do jato quente 100 graus Celsius acima da temperatura do forno a qualquer momento.

Em seguida, defina o nitrogênio líquido auxiliar Dewar conectado ao cromatógrafo gasoso para ficar entre 20 e 30% cheio durante a corrida. Para calibrar o cromatógrafo gasoso, coloque os frascos de amostra de cromatografia gasosa contendo os padrões de carbazole preparados no instrumento e carregue o método previamente configurado no software de cromatografia gasosa. Crie uma sequência que alíquota o espaço em branco no início da análise, seguida pelos padrões de carbazole preparados, aumentando a concentração.

Uma vez concluída a análise do conjunto padrão de calibração, use o software gas chromatography Image para carregar cada cromatgrama, corrigir o fundo e detectar cada pico ou bolha de carbazole. Em um programa de planilha, plote a resposta do volume de bolhas contra a concentração de nitrogênio de cada padrão de calibração para criar uma curva de calibração. A linha de tendência da curva deve ter um R ao quadrado maior ou igual a 0,99.

Para analisar as amostras, coloque os frascos de amostra de cromatografia gasosa na bandeja do autosampler e carregue o método previamente configurado. Crie uma sequência que tenha um espaço em branco no início e depois de cada cinco amostras para limitar qualquer acúmulo de combustível dentro das colunas. Em seguida, verifique se há nitrogênio líquido suficiente disponível no Dewar para o modulador e que todos os parâmetros do instrumento estão em modo pronto antes de iniciar a sequência.

Para analisar os dados da amostra, abra o cromatógrafo de interesse no software gas cromatography Image para análise de dados e realize uma correção de fundo. Para detectar bolhas, defina os parâmetros do filtro para uma área mínima de 25, um volume mínimo de zero e um pico mínimo de 25. Use a função modelo de modelo de imagem cromatografia a gás para criar ou carregar um modelo para as classes de compostos de nitrogênio de grupo apropriadas com base nos tempos de elução dos padrões conhecidos.

Quando todos os compostos forem agrupados, exporte a tabela de blob em um programa de planilha, e use a soma, o volume de todos os blobs e picos dentro de cada grupo de classe composta, e a equação de calibração para calcular a concentração em partes por milhão para os compostos de nitrogênio em cada grupo. Carbazole elutes a aproximadamente 33 minutos da coluna primária e a dois segundos da coluna secundária. Não há nenhum rejeito, e a resposta padrão está fora do ruído.

Aqui, uma cromatografia de gás bidimensional e cromatograma de detecção de chemiluminescência de nitrogênio com um padrão de carbazole e a tabela de bolhas resultantes são mostrados. Como observado, existem duas bolhas detectadas que não estão dentro do tempo de eluição de carbazole que são excluídas da tabela de bolhas. Nestes números, um cromatógrafo típico obtido usando este método em uma amostra de combustível diesel e uma amostra de combustível de jato são mostrados.

Normalmente, o combustível a jato tem menos compostos de nitrogênio em concentrações mais baixas do que o diesel, o que pode ser claramente observado quando compara os dois cromatógrafos. Em contraste, nesta medição de amostra falhada, o tempo de modulação foi incorreto para a temperatura do forno, resultando em envoltório na coluna. Nesta medição amostral fracassada, um efeito de listramento das bolhas ocorreu devido aos compostos serem retidos na coluna por muito tempo e destruir qualquer separação composta.

Podem ser utilizadas normas para determinar os grupos associados a cada classe composta de nitrogênio, por exemplo, conforme ilustrado nesta figura. Um método semelhante de detecção de gc-by-GC de quimiominascência também pode ser realizado a fim de fornecer ainda mais informações sobre o conteúdo heteroatômico no combustível. Este método permite que os químicos de combustível explorem o impacto de compostos específicos de nitrogênio na estabilidade e desempenho do combustível além de uma medição típica de nitrogênio total.

Tanto as amostras de combustível quanto os solventes são inflamáveis, e o instrumento fica extremamente quente. Certifique-se de usar equipamento de proteção pessoal, e não toque no instrumento a menos que esteja frio.