美国环境保护署(EPA),自2000年代初以来,实施了一系列举措旨在促进可再生燃料的广泛使用,与1360亿公升的可再生燃料的目标是结合2022年汽油。1到目前为止,乙醇是主要的可再生能源用于运输在美国。2、3
生产的车辆运行high-ethanol-content汽油混合(称为flex燃料)增加了在同一时期。由于他们减少温室气体的排放与汽油相比(至少40%),4以及他们减少波动/蒸汽损失在运输和存储相比传统高石油汽油混合,5这种燃料获得关注。
Flex燃料使用前需要进行分析来确定数量的乙醇和甲醇它们包含和支持产品质量的评估来确定最终使用。
PerkinElmer GC 2400系统。图片来源:PerkinElmer
分析flex燃料使用指南150米详细的烃分析(DHA)分析柱由D5501 ASTM方法,提供6最后更新于2020年。当甲醇含量不能超过0.6% w / w乙醇,flex允许燃料含有51%至83% w / w。一个健壮的校准过程所需的广泛的目标分析物的浓度。增强解决甲醇从促进co-eluting C4烃同分异构体分析柱。
的性能PerkinElmer GC 2400™系统为分析E85,根据ASTM方法D5501,本文所示。关于D5501 - 20 ASTM方法分析,2400 GC系统提供定量重复性和理想的分离效果。
直观的、高通量实验室工作流和数据的实时监控操作符连接到启用了VPN在PerkinElmer SimplicityChrom™色谱数据系统(CDS)软件和可拆式触摸屏接口。极地烃分析、PerkinElmer精英dha - 150列提供一种惰性分离环境和优秀的峰形状。
实验
表1。GC参数。来源:PerkinElmer
| GC参数 |
|
|
| 仪器 |
PerkinElmer GC 2400系统 |
- - - |
| 注射器 |
毛细管分流/不分流进样与Autosampler (CAP) |
- - - |
| 先进的绿色进气隔 |
N9306218 |
| 绿色FocusLiner |
N6502041 |
| 5 uL Autosampler注射器 |
N6402186 |
| 探测器 |
火焰离子化检测器(FID) |
- - - |
| 五年级氢,35毫升/分钟 |
- - - |
| 五年级,400毫升/分钟 |
- - - |
| 五年级氮,25毫升/分钟 |
- - - |
| 气体过滤器 |
三重过滤(氢和氮) |
N9306110 |
| 水分/烃陷阱(空气) |
N9306117 |
| 分析柱 |
μm PerkinElmer 150 x 0.25毫米x 1.0 |
N6107239 |
| 石墨/ Vespel垫圈、0.4毫米身份证 |
09920104 |
| 软件 |
SimplicityChrom CDS软件 |
- - - |
光谱质量标准(休斯顿,德克萨斯州)提供校准标准跨越20% - -99% w / w乙醇,w / w甲醇,0.1% - 0.6%和0.5% - -10% w / w庚烷,碳氢化合物标准以庚烷为代表。VWR(宾夕法尼亚州,二)提供了iooctane稀释剂。当地的加油站在斯坦福德CT提供E85燃料汽油。
校准标准进行了分析后一式三份空白和重复性进行了测量。三个分析物,进行线性回归。如果相关系数R2,满足了标准R2≥0.995的范围分析,校准曲线是线性的。第四个空白受雇前E85燃料校准后的样本。测量进行了五次,E85燃料样本运行作为一个简洁的解决方案。
方法检出限(MDL)按照构成分析的指导方针7。简要大纲程序被发现如下:通过稀释的最低浓度校准标准异辛烷乙醇标准准备估计有10倍的预期的MDL的浓度。准备的乙醇标准分析了七次。MDL使用以下公式计算:MDL乙醇= SD乙醇*学生t,SD的标准差七乙醇标准试验和学生的t的值是3.14,这对应于单手学习任务价值6自由度和99%的信心。
如图1所示,校准过程是成功的,与R2会议每个分析物的标准回归。校准标准色谱图如图2所示。校准浓度之间的巨大差异所反映出的甲醇和乙醇是几乎没有可检测甲醇高峰。
图1所示。校准设置结果乙醇、甲醇和庚烷。注意:在3的5标准,庚烷浓度保持在10%;结果给出了平均水平。图片来源:PerkinElmer
E85燃料flex燃料样品色谱图如图2 b。小,极性有机化合物,如甲醇和乙醇,容易大量尾矿警告的峰值ASTM方法D5501-20。图2 c,在我们的案例中,演示了没有可观察到的峰值跟踪这些化合物。
图2。色谱分析标准的(A),样品色谱图(B), (C)和特写的低级示例组件。图片来源:PerkinElmer
惰性流路径是由精英dha - 150列,创建优秀的高斯峰形状对小极性的有机化合物。这些化合物在外表上没有显著差异从邻国极性汽油碳氢化合物。
结果与讨论
良好的分析精度是系统显示的。如表1所示,在flex燃料乙醇测定相对标准偏差(RSD)为1.15%,非常高的可重复性。虽然仍在可接受的范围内,RSD为甲醇略大的低浓度样品的结果。
GC 2400系统燃料酒精的鲁棒性分析在一个广泛的样本浓度由这些数据证明,ASTM D5501-20分析成为一个理想的解决方案。
方法检出限(MDL)研究进行了例证分析动态范围宽的GC FID检测器2400系统。然而,它超出了ASTM方法的范围D5501 - 20。
在七个复制,一个标准的测量在~ 0.03%浓度进行了分析,结果如表2所示。如表3所示,0.0025%的MDL得到,信心上限(UCL)和信心下限(拼箱)浓度。值得注意的是,如此之低的检测限制是可以实现的,横跨在5数量级不同,考虑到这个方法可以量化99 wt %乙醇。
表2。测量条件。来源:PerkinElmer
| 条件 |
|
| 航空公司 |
五年级氢,线速度控制在21厘米/秒 |
| 隔清洗 |
3毫升/分钟 |
| 分裂 |
300毫升/分钟 |
| 注入量 |
0.5μL |
| 喷油器温度。 |
250°C |
| 检测器温度 |
300°C |
| 烤箱 |
60°C 15分钟,30°C /分钟到250°C,举办了23分钟 |
表3。重复性试验结果从n = 5样本分析。来源:PerkinElmer
| 组件 |
商业E85燃料酒精成分样品(wt %) |
| 运行1 |
运行2 |
跑3 |
运行4 |
运行5 |
平均 |
标准偏差 |
| 乙醇 |
80.2 |
78.4 |
80.1 |
78.5 |
80.0 |
79.4 |
1.15% |
| 甲醇 |
0.56 |
0.55 |
0.54 |
0.51 |
0.53 |
0.54 |
3.63% |
表4。MDL浓度结果显示精度高最低的线性范围。来源:PerkinElmer
| 乙醇MDL成分(wt %) |
| 运行1 |
运行2 |
跑3 |
运行4 |
运行5 |
运行6 |
运行7 |
平均 |
SD |
标准偏差 |
| 0.030 |
0.031 |
0.031 |
0.030 |
0.031 |
0.031 |
0.029 |
0.031 |
7.84 E04 |
2.57% |
表5所示。方法检出限和上下置信区间。来源:PerkinElmer
| 乙醇检测限制(wt %) |
| MDL |
拼箱 |
伦敦大学学院 |
| 0.0025 |
0.0016 |
0.0054 |
结论
评估产品质量,Flex燃料的分析根据ASTM D5501 (E85)是重要的在确定内容的甲醇和乙醇燃料。ASTM D5501的要求被满足或超过获得的结果2400 GC系统。
显示了良好的分析精度GC 2400系统燃料酒精的分析,证明了鲁棒性在一个广泛的样品浓度。
引用
- r . Suarez-Bertoa Zardini, h . Keuken c . Astorga含乙醇汽油混合对排放的影响从flex -燃料在全球和谐轻型车辆测试测试周期(WLTC),燃料,143卷,2015年,页173 - 182,ISSN 0016 - 2361,https://doi.org/10.1016/j.fuel.2014.10.076。
- m . Balat h . Balat c . Oz进展生物乙醇处理、掠夺能源燃烧Sci, 34(2008),页551 - 573
- T .D。杜宾,J.W.米勒,t . Younglove t .淮河,k .娇养燃料乙醇含量和波动性的影响在监管和非监管为最新技术汽油车尾气排放环境科学工艺,41(2007),页4059 - 4064
- https://afdc.energy.gov/vehicles/flexible_fuel_emissions.html
- 美国社会检测和材料。欧洲杯足球竞彩ASTM D5501-20方法。2020年。
- 美国环境保护署。23703年51 FR,定义和方法检出限的确定过程,政府印刷局,华盛顿特区,1986年。
这些信息已经采购,审核并改编自PerkinElmer提供的材料。欧洲杯足球竞彩
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