Análisis Rápido de Aditivos No Tradicionales con Espetroscopía GC-VUV

La transformación de los combustibles fósiles a gasolina implica un trabajo de refino importante y la adición de compuestos para mejorar su rendimiento. Los aditivos «tradicionales » tales como metanol, benceno y MTBE, se han utilizado con éxito para lograr por ejemplo eficiencia en la calificación de octanaje, pero conllevan efectos perjudiciales para la salud humana, la del medio ambiente y la del propio motor. Por estas razones, ha habido un auge en el uso de nuevos aditivos de gasolina «no tradicionales» (NTGAs) que proporcionan las propiedades necesarias sin efectos secundarios dañinos. Pero aparte de estos aditivos beneficiosos, es posible que se encuentren también nuevos aditivos dañinos. Por ejemplo, la Asociación asiática de combustibles limpios identificó una lista de compuestos de aumento de octanos baratos encontrados en la gasolina asiática que pueden introducir efectos negativos, como la formación de gomas en el motor. Para todos estos nuevos aditivos de superficie, tanto beneficiosos como perjudiciales, se necesitan técnicas analíticas apropiadas para la futura monitorización de la gasolina.

La cromatografía de gases combinada con la espectroscopía ultravioleta de vacío (GC-VUV) es lo suficientemente versátil para llevar a cabo el análisis rutinario de gasolinas a la vez que es capaz de identificar rápidamente los NTGAs que surgen inesperadamente.

Tradicionalmente, las refinerías utilizan métodos como es el análisis detallado de hidrocarburos (DHA) para caracterizar la gasolina por ASTM D6730. DHA utiliza un análisis GC-FID con un tiempo de ejecución de dos o más horas y los compuestos se identifican sólo por tiempos de retención. Además, la incapacidad para distinguir coeluciones implica que nuevos compuestos como los NTGAs no pueden ser analizados usando DHA. Sin embargo, ASTM D8071 utilizando GC-VUV ha demostrado ser una alternativa eficaz al DHA. Este nuevo método puede cuantificar el contenido de parafinas, isoparafinas, olefinas, naftenos y aromáticos (PIONA) en gasolinas utilizando un análisis GC-VUV con un tiempo de ejecución de menos de 35 minutos.

El detector VGA-100 mide la absorción en el rango de 125 – 240 nm y puesto que casi todos los compuestos tienen un perfil de absorción único en este rango de longitud de onda, los componentes individuales de la gasolina se pueden caracterizar utilizando tanto el índice de retención como la coincidencia espectral. Adicionalmente, los compuestos coeluyentes pueden distinguirse y cuantificarse fácilmente usando la deconvolución espectral.

Esta configuración es perfecta para el análisis de NTGAs, los nuevos compuestos se pueden añadir fácilmente a la librería VUV y analizarse utilizando las condiciones del método GC-VUV conforme a ASTM D8071. Por ejemplo, la acetona se considera una NTGA perjudicial que se puede identificar y cuantificar con GC-VUV. A pesar de que coeluye con iso-pentano bajo condiciones ASTM D8071, la deconvolución espectral puede separar los dos picos y cuantificarlos individualmente.

Para demostrar la utilidad de GC-VUV en el análisis de NTGAs, se dopó gasolina con 30 NTGAs a concentraciones de 1%, 3%, 5% y 10% v/v y se realizó el análisis de cada muestra utilizando las condiciones GC-VUV ASTM D8071. Los NTGAs analizados incluyeron alcoholes, cetonas, acetatos, furanos y otros. El experimento demostró una determinación reproduciblemente precisa de cada NTGA. Adicionalmente, tres NTGAs (dimetoximetano, n-metilaniline y 2, 5-dimetilfurano) fueron analizados de nuevo bajo un rango de concentración más amplio de 0,05% a 20%; GC-VUV reportando resultados reproducibles y lineales.

Combinando un tiempo de análisis significativamente más corto, la capacidad de analizar compuestos novedosos y el procesamiento automatizado de datos, el analizador de combustibles automatizados de VUV Analytics proporciona una gran flexibilidad a las refinerías de petróleo con respecto a los métodos tradicionales.

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