معرفة ما’ البنزين مهم جداً. يساعد على التأكد من أن المنتج جيد ، ويتبع القواعد ، ويعمل بشكل جيد. تستخدم طريقة قوية تسمى الكروماتوغرافيا الغازية (GC) كثيرا في مجال النفط لهذا الغرض. إنه يخلق مخطط محدد، كروماتوغرام البنزين. يظهر هذا الرسم البياني صورة لكل الهيدروكربونات المختلفة والأشياء الأخرى في الوقود. لذلك, it’ مفتاح لمعرفة كيفية حساب وقراءة هذا الكروماتوغرام للحصول على تقييمات صحيحة للجودة والكمية.
نظرة عامة على الكروماتوغرافيا الغازية في تحليل البنزين
الكروماتوغرافيا الغازية لها دور كبير في اليوم’ مختبرات اختبار البتروكيماويات. هذا’ رائع لفصل وتحديد وقياس الخليطات المعقدة مثل البنزين. والبنزين يحتوي على مئات الهيدروكربونات المختلفة.
دور GC في اختبار منتجات البترول
GC ضروري حقا لاختبار المنتجات البترولية. هذا لأنه’ دقيقة جدا، حساسة، ويمكن أن تعمل بشكل جيد مع المركبات العضوية التي تتبخر بسهولة. كما يساعد المختبرات على اتباع القواعد البيئية. على سبيل المثال ، يفعل ذلك عن طريق قياس الأشياء السيئة مثل البنزين وغيرها من العطريات.
المكونات الرئيسية ووظائف نظام GC
نظام GC العادي لديه بعض الأجزاء. وتشمل هذه الحقن، وعمود محفوظ داخل الفرن، وإمدادات الغاز الناقل، والكاشفات، والبرمجيات لجمع البيانات. أولا، يتم تحويل العينة إلى غاز في المحقن. ثم، الغاز الذي لا’ t رد الفعل (عادة الهيليوم) يحركه عبر العمود. هنا، يتم فصل أجزائه اعتمادا على كيفية تفاعلها مع المادة داخل العمود.
أهمية التحليل الكروماتوغرافي لتركيب البنزين
هذا النوع من التحليل يعطي صورة فريدة من نوعها للبنزين’ المكياج الكيميائي. ما’ أكثر من ذلك ، فإنه يتيح لمصافي التكرير التحقق من مستويات الأوكتان والعثور على الشوائب. هذا يضمن الوقود يفي بالحدود القانونية للمحتوى العطري. غالبا ما تغير المصافي كمية العطريات في الغاز. يقومون بذلك لزيادة تصنيف الأوكتان وجعله يعمل بشكل أفضل بشكل عام.
أساليب ASTM لحساب كروماتوغرام البنزين
العديد من معايير ASTM تظهر المختبرات كيفية معرفة كروماتوغرامات البنزين بشكل صحيح.
مقدمة لمعايير ASTM ذات الصلة (على سبيل المثال ، D5134 ، D4815 ، D5580)
بعض الأساليب الشائعة هي ASTM D5134 (للنظر بالتفصيل في الهيدروكربونات) ، ASTM D4815 (للأكسجينات) ، ASTM D5580 (للعطريات ذات GC خاص) ، و ASTM D5769 للعطريات باستخدام GC-MS.
غرض ونطاق كل طريقة
كل طريقة تركز على مجموعات معينة من المركبات:
- ASTM D5134: يعطي تحليلا مفصلا لأنواع الهيدروكربونات.
- ASTM D4815: يقيس المركبات المحتوية على الأكسجين، مثل الإيثانول.
- ASTM D5580: يقيس البنزين وجميع العطريات باستخدام GC متعدد الأبعاد.
- ASTM D5769: طريقة قياسية للعثور على العطور في البنزين باستخدام الطيف الكتلي للكروماتوغرافيا الغازية (GC-MS).
معايير الاختيار لطريقة ASTM المناسبة بناء على التطبيق
الطريقة التي تختارها تعتمد على ما تريد معرفته. قد يعني اتباع القانون أنك بحاجة إلى استخدام D5769 لحدود البنزين. من ناحية أخرى، لضبط الأداء، يمكنك استخدام D5134 للحصول على ملف تعريف كامل للهيدروكربونات.
تقنيات إعداد العينات والحقن
يبدأ الحصول على النتائج الصحيحة بالتعامل مع العينة بالطريقة الصحيحة.
إجراءات أخذ العينات المناسبة للتحليل الدقيق
يجب أن تجمع عينات في حاويات مغلقة حتى الوقود لا’ ت تبخر. أيضًا ، فإن خلط العينة بشكل جيد قبل حقنها مباشرة يضمن أنها متسقة.
تقنيات الحقن الشائعة المستخدمة في تحليل البنزين
تغير طريقة الحقن مدى وضوح وحساسية النتائج.
تقسيم مقابل تقسيم طرق الحقن
حقن تقسيم رائع لعينات قوية مثل البنزين. يقلل من خطر التحميل الزائد للنظام. الحقن بدون تقسيم يعمل بشكل جيد للعثور على كميات صغيرة من الأشياء ولكن عليك توقيتها بشكل صحيح.
عمود معبأ مقابل حقن العمود الشعري
الأعمدة الشعرية تعطيك نتائج أكثر وضوحا لأنها ضيقة جدا. الأعمدة المعبأة ليست شائعة الآن. ولكن ، يمكن أن تكون مفيدة لبعض الوظائف التي تحتاج إلى أحجام عينة أكبر.
شروط الكروماتوغرافية وإعدادات الأداة
يجب إعداد إعدادات الأداة بشكل صحيح للحصول على فصل جيد للمركبات.
برمجة درجة الحرارة والتحكم في الفرن
زيادة درجة الحرارة ببطء تساعد على دفع المركبات خارج العمود بناء على سهولة تحولها إلى الغاز. يبدأ البرنامج العادي بدرجة حرارة منخفضة (مثل 35 درجة مئوية) ، ويرتفع بسرعة (ربما 25 درجة مئوية في الدقيقة) ، ثم يبقى في درجة حرارة عالية للتأكد من أن كل شيء يخرج.
اختيار غاز الناقل وتحسين معدل التدفق
الناس يحبون استخدام الهيليوم لأنه’ s فعالة ولا’ t رد فعل. الحفاظ على معدل التدفق نفسه يضمن الحصول على نفس النتائج في كل مرة.
أنواع الكاشف مناسبة لتحليل الهيدروكربون
وهناك كاشفان رئيسيان يستخدمان في العثور على الهيدروكربونات:
كاشف أيونة اللهب (FID)
FID حساس جدا للمركبات العضوية ولها ضوضاء قليلة جدا. هذا يجعلها مثالية لتحليل البنزين اليومي.
كاشف التوصيل الحراري (TCD)
TCD ليست حساسة. ومع ذلك، فإنه’ مفيد لأنه يمكن أن يكتشف الغازات غير العضوية أو عندما تحتاج فقط للكشف عن كل شيء.
معايير اكتساب البيانات ودمجها
تتأكد معالجة البيانات بالطريقة الصحيحة من صحة قياساتك.
تقنيات الكشف عن الذروة وتصحيح خط الأساس
تجد خوارزميات البرمجيات القمم التي تبرز من ضوضاء الخلفية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تجعل وظائف التسوية القمم تبدو أكثر وضوحاً دون إفساد النتائج.
معايرة وقت الاحتفاظ باستخدام المزيجات القياسية
عليك حقن المعايير بانتظام مع المواد الكيميائية المعروفة. هذا هو لمعايرة أوقات الاحتفاظ. يضمن القيام بذلك أنه يمكنك تحديد المركبات بشكل صحيح في كل عملية.
إعدادات التكامل لضمان الاتساق
أشياء مثل ارتفاع العتبة وعرض الذروة وحساسية المنحدر يجب أن تبقى نفسها لجميع التحليلات. وبالتالي ، تحصل على نتائج قابلة للتكرار.
تحليل كمي لمكونات البنزين
الكمية هي كيفية تحويل مناطق الذروة إلى أرقام تركيز حقيقية.
طريقة تطبيع المنطقة مقابل طريقة القياسية الخارجية
يعمل تطبيع المنطقة على افتراض أن المساحة الإجمالية لجميع القمم هي 100٪. الطريقة القياسية الخارجية مختلفة. يستخدم منحنيات المعايرة المصنوعة من تركيزات معروفة. هذا’ أكثر دقة ، خاصة عندما تستخدم المعايير الداخلية.
متى تستخدم كل نهج كمي
يمكنك استخدام التطبيع عندما لا’ ليها أي معايير. ومع ذلك ، يجب عليك استخدام الطريقة القياسية الخارجية عندما تحتاج إلى أن تكون دقيقة للغاية أو للتقارير القانونية. مثال جيد على ذلك هو العثور على محتوى البنزين بموجب ASTM D5769.
حساب تركيزات المكونات من مناطق الذروة
للحصول على فكرة عن التركيز لكل مكون، يمكنك فقط مضاعفة منطقة الذروة بعامل استجابة.
تحويل مساحة الذروة إلى نسبة حجم أو وزن
يمكنك تحديد نسبة الوزن بشكل صحيح باستخدام طريقة تطبيع المنطقة المصححة. أولاً، تضاعف كل مكون’ منطقة الذروة بواسطة عامل الاستجابة الخاص به للحصول على “ منطقة تصحيح. ” ثم تضيف جميع المناطق المصححة. ويمكن العثور على النسبة المئوية للوزن النهائي لكل مكون بهذه الصيغة: ٪ الوزن = (مساحة مصححة فردية / مساحة مصححة إجمالية) × 100.
تفسير نتائج الكروماتوغرام بدقة
قراءة كروماتوغرام البنزين هي أكثر من مجرد العثور على القمم. عليك أن تعرف ما يعنيه في السياق.
تحديد الهيدروكربونات عن طريق تطابق وقت الاحتفاظ
يتم تحديد المركبات عن طريق مطابقة أوقات الاحتفاظ بها مع تلك من الخليطات القياسية التي تم تشغيلها في نفس الظروف بالضبط.
التعامل مع التخلص المشترك والقمم المتداخلة
أحياناً تتداخل القمم. قياس الطيف الكتلي يساعد حقا على حل هذه المشكلة عن طريق النظر في الطيف الكتلي بدلا من مجرد وقت الاحتفاظ. هذا مفيد بشكل خاص في أشياء معقدة مثل البنزين.
مصادر أخطاء في التفسير
الأخطاء يمكن أن تحدث. يمكن أن تأتي من المعايرة السيئة ، أو خط أساس منحرف ، أو إعدادات التكامل الخاطئة ، أو العمود القديم ، مما يمكن أن يؤثر على أوقات الاحتفاظ أو أشكال الذروة.
مراقبة الجودة وإجراءات التحقق من الصحة
للتأكد من موثوقية تحليلك، تحتاج إلى إجراء بعض عمليات التحقق من الصحة الصعبة قبل الإبلاغ عن النتائج.
اختبارات ملاءمة النظام قبل تشغيل العينة
تشمل عمليات التحقق من ملاءمة النظام أشياء مثل الدقة بين القمم الرئيسية (> 2.0) ، وأوقات الاحتفاظ المستقرة ، ونسبة الإشارة إلى الضوضاء. لتحقيق الكمية الجيدة، يجب أن تكون نسبة الإشارة إلى الضوضاء لأدنى معيار المعايرة أفضل من 10 (S/N > 10).
التحقق من صحة منحنى المعايرة والتحقق من الخطية
عليك أن تظهر الخطية عبر نطاق التركيزات التي تتوقع رؤيتها. عادة ما تكون هناك حاجة إلى قيمة r² جيدة تزيد عن 0.99 من خلال الطريقة.
تكرار التحليل والتحقق الإحصائي
حقن نفس العينة أكثر من مرة تحقق من الدقة (٪ RSD). يتم التحقق من الدقة باستخدام مواد مرجعية معتمدة. يجب أن تكون النتائج النهائية قريبة من القيم المعتمدة.
PERSEE: شريك موثوق به لتحليل البتروكيماويات
برسي لديها خط من حلول الكروماتوغرافيا الغازية القوية والمستقرة لمختبرات البتروكيماويات. سلسلة G5 و GC1100 ممتازة في تحليل عينات معقدة مثل البنزين.
الميزات الرئيسية نظام G5 GC
- أداء فرن عمود متفوق: يحتوي G5 على نطاق درجات حرارة تشغيل كبير (4 درجة مئوية إلى 450 درجة مئوية). كما أنها تسخن وتبرد بسرعة كبيرة (تصل إلى 120 درجة مئوية في الدقيقة). هذا مهم جدا لجعل الطرق أفضل وتقليل أوقات التحليل. دقة التحكم في درجة الحرارة المذهلة (± 0.01 درجة مئوية) تضمن استقرار أوقات الاحتفاظ والنتائج قابلة للتكرار.
- خيارات المرنة للمحقن والكاشف: يمكن للنظام استخدام مدخلات مختلفة (مثل الشعيرات الدموية المعبأة والمقسمة / غير المقسمة) والكاشفات (FID ، TCD ، ECD). هذا يسمح للمستخدمين بإعدادها لمتطلبات طريقة ASTM المحددة (مثل D5580 ، D4815). لذلك, it’ جيدة للعديد من الاستخدامات ، من تحليل الهيدروكربونات العادية إلى العثور على كميات صغيرة من الملوثات.
- التحكم الإلكتروني المتقدم (AEC): G5’ تعطيك AEC عالية التقنية التحكم الرقمي في غازات الناقل والكاشف. لديها دقة ضغط ضغط تصل إلى 0.001 psi. هذا يضمن أن التحليل مستقر وقابل للتكرار ، كما يجعل من السهل استخدامه.
إن جي سي 1100خيار كلاسيكي وعملي
- تصميم مستقر وقوي: GC1100 هو نظام GC كلاسيكي. هذا’ معروفة بكونها قوية وموثوقة. كما أنه يحتوي على العديد من خيارات الكاشف. كاشف أيونة اللهب (FID) حساس بشكل خاص ويمكنه الكشف عن كميات صغيرة مثل ≤3 × 10 ⁻ ¹² غرام/ثانية. وهذا يجعلها مثالية لقياس الكمية الدقيقة من مكونات الهيدروكربون في البنزين.
- واجهة سهلة الاستخدام: النظام’ لوحة المفاتيح والشاشة سهلة الاستخدام السماح للناس بإعداد الأساليب بسرعة والتحقق من الأداة ’ وضعية S. هذا يجعلها خيار رائع لمختبرات مراقبة الجودة المزدحمة.
لذلك ، سواء كنت بحاجة إلى أداء التكنولوجيا العالية ومرونة G5 أو GC1100 الموثوق به وفعال من حيث التكلفة ، PERSEE’ أنظمة GC تعطيك التكنولوجيا التي يمكنك الاعتماد عليها لتكون دقيقة واتباع القواعد لتحليل كروماتوغرام البنزين الخاص بك.
الأسئلة الشائعة
Q1: ما يظهر كروماتوغرام البنزين؟
ج: يظهر لك كروماتوغراف البنزين أجزاء الهيدروكربونات المختلفة المنفصلة مع مرور الوقت بينما تتحرك عبر عمود كروماتوغراف الغاز. كل ذروة هي مركب واحد أو أكثر يمكنك تحديده من خلال وقت الاحتفاظ به أو طيف الكتلة.
س2: لماذا يتم مراقبة محتوى البنزين عن كثب في الوقود؟
ج: البنزين هو سبب معروف للسرطان. لذلك، هناك قواعد حول ذلك في الوقود في جميع أنحاء العالم، وغالبا ما تكون 1.0٪ أو أقل. قياسها بشكل صحيح باستخدام أساليب مثل ASTM D5769 يساعد على الحفاظ على سلامة الناس ويضمن أيضًا أن الشركات تتبع اللوائح.
س3: هل يمكنني استخدام طريقة GC واحدة لجميع أنواع عينات الوقود؟
ج: ليس دائما. يحتوي الوقود المختلف على إضافات مختلفة أو هيدروكربونات فيها ، لذلك غالبا ما تحتاج إلى طرق خاصة. على سبيل المثال، قد تحتاج إلى ASTM D4815 للأكسجينات أو D5134 لملف الهيدروكربون الكامل. كل هذا يعتمد على ما تحاول معرفته أو القواعد التي تحتاج إلى اتباعها.
