close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Руководство по эксплуатации;pdf

код для вставкиСкачать
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ контроль
Анализ содержания масел в воде с помощью
спектрометра Agilent Cary 630 FTIR
Решения для аналитических компаний
Программы для рынков и отраслей
Информация о техническом
решении
Авторы
Паоло Скардина (Paolo Scardina),
Джанлука Копета (Gianluca
Copeta) и Паоло Терагни
(Paolo Teragni)
Agilent Technologies, Италия
Аннотация
Разработана и апробирована новая методика анализа содержания масел в воде с
помощью спектрометра Agilent Cary 630 FTIR. Она основана на стандартном методе ASTM
D7678-11 и итальянском руководстве ARPA — APPA 75/2011.
В новой методике в качестве растворителя для экстракции используется циклогексан,
который заменяет тетрахлорметан, фреон или фторсодержащие растворители. Анализ
проводится на спектрометре Agilent Cary 630 FTIR с инновационной приставкой для
анализа жидких проб DialPath. Благодаря этим усовершенствованиям анализ стал более
безопасным, быстрым и менее дорогим.
Сырая нефть представляет собой смесь углеводородов различного химического
состава. Она содержит углеводороды с длинными и короткими цепями, парафиновые,
нафталиновые, ароматические углеводороды, жиры и т. д. Сложность задачи состоит в
применении подходящего метода жидкостной экстракции с использованием экологически
более безопасного растворителя, чтобы количественное определение углеводородов
можно было произвести быстро и недорого.
В данной методике используется спектрометр Agilent Cary 630 FTIR с приставкой DialPath
с длиной оптического пути 1 000 мкм и стандартным ПО, а также применяется процедура
экстракции по стандарту ASTM D7678-11, которая проводится с использованием
циклогексана в качестве растворителя для экстракции. Циклогексан является более
дешевым и безопасным по сравнению с традиционными растворителями, такими как
фреон 113 и тетрахлорметан. Благодаря этому метод анализа углеводородов становится
экономически выгодным и быстрым.
1
Введение
На протяжении почти 50 лет инфракрасная спектроскопия
является одним из наиболее быстрых и простых способов анализа
содержания углеводородов в воде. В результате данного анализа
определяется общее содержание углеводородов. Если результаты
анализа образца выходят за пределы порогового значения,
устанавливаемого различными нормативами (которые в разных
странах разные), необходимо проводить повторный анализ образца
методом газовой хроматографии, чтобы определить различные типы
присутствующих в образце углеводородных цепей (от C10 до C40).
Инновационная технология, положенная в основу приставки
Agilent DialPath к спектрометру Cary 630 (рис. 1), способствует
быстрому измерению коэффициента пропускания жидкостей
методом инфракрасной спектроскопии с обратным Фурьепреобразованием интерферограммы излучения. В сравнении
с классической ячейкой пропускания эта приставка имеет
несколько преимуществ. Она требует небольшого количества
образца, для проведения измерения достаточно одной капли.
Приставку легко очищать после проведения измерений.
Опубликовано много статей, описывающих различные методы
экстракции и анализа. К ним относятся стандарты EPA 413.2 (общее
содержание масел и жиров, 1979 г.), EPA 418.1 (общее содержание
нефтяных углеводородов, 1994 г.), ASTM D3921 (содержание
масел, жиров и нефтяных углеводородов в воде, 1996 г.), ASTM
D7066-04 (содержание масел и жиров, 2004 г.), ISO/TR 11046
(определение содержания минеральных масел в почве методами
ИК и ГХ, 1994 г.), ISO 9377-2 (определение углеводородного
нефтяного индекса методом ГХ, 2000 г.) и новый ASTM D7678-11
(общее содержание нефтяных углеводородов в воде, 2011 г.).
В Италии главными эталонами являются метод CNR 5160 (1976 г.),
метод IRSA 402.2 (1994 г.) и руководство ARPA — APPA 75/2011.
Рисунок 1. Приставка DialPath.
Рисунок 2. Анализ образцов.
Экспериментальная часть
Пробоподготовка
Параметр
Прибор
Источник
Отбор проб
Оптика
Детектор
Сканирование
Разрешение
Образец воды 500 мл, подкисленный соляной кислотой, экстрагируют
в 3 этапа (рис. 2) с использованием 15 мл циклогексана (99,9%, для
спектроскопии). Три аликвоты растворителя помещают в стеклянную
пробирку емкостью 50 мл, затем выпаривают, используя азотный
испаритель, а конечный объем доводят до 0,5 мл добавлением
циклогексана. Или же правильный объем можно измерить путем
взвешивания конечного объема растворителя и введения поправки
на массу.
Затем концентрированный растворитель измеряют с помощью приставки
DialPath с длиной оптического пути 1 000 мкм, а измерение фона
проводят на циклогексане. Параметры измерений приведены в табл. 1.
Значение
Спектрометр Agilent Cary 630
Керамика
DialPath™ с длиной пути 1 000 мкм
ZnSe
DTGS (дейтерированный триглицинсульфат)
128
4 см-1
Таблица 1. Параметры измерений.
2
Калибровка и валидация
Название
стандарт F2
стандарт A
стандарт B
стандарт C
стандарт D
стандарт E
стандарт F
стандарт a
стандарт b
стандарт c
стандарт d
стандарт e
стандарт f
стандарт f2
нулевой стандарт
Набор из 14 стандартов, приготовленных из раствора гексадекана
и изооктана (концентрации указаны в табл. 2), измеряют
с использованием тех же параметров прибора. В таблице
непосредственно указаны концентрации углеводорода (УВ)
в 500 мл воды.
Измерение
На рис. 3 представлены наложенные друг на друга спектры для всех
стандартов. Пик с центром на 1 380 см-1, который отвечает за связи CH
метильной группы, напрямую зависит от концентрации углеводородов.
Поскольку циклогексан имеет циклическую структуру, у него
отсутствуют метильные группы и, соответственно, данный пик. Область
пика измеряется в диапазоне от 1 372 до 1 386 см-1, при этом базовая
линия располагается между 1 352 и 1 412 см-1, как показано на рис. 4.
Общее содержание УВ, ppb
165,000
13 200,000
6 600,000
3 300,000
1 320,000
660,000
330,000
13 200,000
6 600,000
3 300,000
1 320,000
660,000
330,000
165,000
0,000
Таблица 2. Концентрации стандартов углеводородов (УВ).
Рисунок 3. Пик метильной связи у всех стандартов.
Рисунок 4. Параметры интегрирования для метильной группы.
3
Калибровочный график показан на рис. 5.
Рисунок 5. Калибровочный график общего содержания углеводородов в воде.
Анализ реальных образцов
Образцы измеряют, как описано выше, и по калибровочной кривой
определяют результаты. Результат представляет собой сумму
общего содержания углеводородов, масел и жиров, при их наличии.
Если необходимо определить только количество углеводородов,
нужно после экстрагирования очистить растворитель на колонке
с флорисилом. Затем очищенный растворитель измеряют и по
калибровочной кривой определяют результаты. Проведя эти
два измерения, до и после очистки, также можно определить
концентрацию масел и жиров, если это необходимо.
Заключение
Использование метода ASTM D7678-11, если анализ проводится
с использованием системы Agilent Cary 630 FTIR DialPath, позволяет
быстро определять общее содержание углеводородов в воде
с такой же чувствительностью, которую показывают классические
методы ИК-Фурье, но без использования фтор- и хлорсодержащих
растворителей. Поскольку циклогексан имеет меньшую плотность
в сравнении с водой, экстракцию можно проводить непосредственно
в колбе с образцом, не используя экстракционные воронки. При
этом степень извлечения углеводородов возрастает.Исследуемые
соединения имели СКО менее 3% на этом уровне.
Продукция Agilent предназначена только для
исследовательских целей.
Не для использования при диагностических процедурах.
Информация, описания и технические характеристики
в настоящем документе могут быть изменены без
предупреждения.
Решения для аналитических компаний
Программы для рынков и отраслей
www.solutions-to-win.com
© Agilent Technologies, Inc., 2014
Напечатано в США 31 марта 2014 г.
5991-4372RU
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа