应用领域:原油,原油
检测样品:沥青,饱和烃。芳香烃、树脂
检测项目:纯化,高效分离,定量 SARA 组分分析
01 摘要
原油及其相关沥青是全球蕞复杂的混合物之一。原油是石化工业的原料,用于生产燃料、溶剂、润滑剂、化肥和塑料。沥青作为原油的一个组成部分,常用于道路建设,因此对基础设施至关重要。对饱和烃、芳香烃、树脂和沥青质(SARA)的分析结果对于理解沥青的老化过程具有重要价值,并且与道路风化和衰败的机制有关。对原油进行 SARA 分析可以提供处理原料的信息。研究发现,结合蒸发光散射检测(ELSD)的快速色谱法是一种高效分离和定量 SARA 组分的方法。此外,运行过程中自动切换溶剂使得 SARA 组分得以解析。
02 背景
本文描述的快速色谱法可以作为一种与传统的薄层色谱-氢火焰离子化检测(TLC-FID)工序正交的方法,后者耗时且成本高。快速色谱法不仅能提供相似的数据,同时还允许大规模分离和收集各种 SARA 组分以供进一步表征。类似本文中所敘述的快速色谱法还已被用于解析原油中的 SARA 组分,那些分析方法可能采用不同的冲洗溶挤。
03 实验、结果与讨论
沥青
在沥青老化研究中,大约 0.2 克的沥青粘合剂被溶解在氯仿中,并加载到一个 5 克的固体负载柱上。使用一个 12 克的 RediSep Gold® 硅胶柱进行分离。通过溶剂更换形成一系列梯度,以洗脱不同的组分。CombiFlash® NextGen 300+ 系统(PN 685250001)配备ELSD(PN 605257001),以柱体积(CV)运行,因为以 CV 称重可以轻松放大到更大的柱子而不改变方法——在大小不同的柱子上,洗脱同一化学物质所需的CV数值是相同的。
表1. 沥青研究梯度
Gradient segment length (CV) | A solvent | B solvent | % B solvent |
Start | n-Heptane | Toluene | 0 |
5 | n-Heptane | Toluene | 0 |
0 | n-Heptane | Toluene | 20 |
7 | n-Heptane | Toluene | 20 |
0 | n-Heptane | Toluene | 100 |
5 | n-Heptane | Toluene | 100 |
0 | Toluene | Tetrahydrofuran | 0 |
0 | Toluene | Tetrahydrofuran | 100 |
6 | Toluene | Tetrahydrofuran | 100 |
0 | n-Heptane | Toluene | 0 |
2 | n-Heptane | Toluene | 0 |
该柱子以 30 毫升/分钟的速度运行,梯度之前在正庚烷中进行 6 分钟的平衡。
溶剂被分配到流动溶剂入口管线:
表2. 溶剂分配
Solvent Inlet | Solvent |
1 | n-Heptane |
2 | Toluene |
3 | Tetrahydrofuran |
4 | [unused] |
我们根据蒸发光散射检测器(ELSD)讯号作为分析物侦测与峰收集。其中喷雾室设为 20°C,漂移管设为 60°C。将紫外-可见光检测器在 254 纳米以及 200-800 纳米范围内设置为“监控”模式,因此不会由紫外-可见光检测器触发峰收集。紫外追踪证实了溶剂更换正在进行。我们使用了纯正庚烷以及不含稳定剂的四氢呋喃。如同薄层色谱法(TLC板)使用的硅胶,因此很容易将TLC的冲洗方法转移到柱子上。
梯度法是根据实验结果推定的,旨在为所有样品创造适当冲洗条件。该梯度旨在最小化时间、锐化峰并从彼此中解析峰。与传统的 Iatroscan 程序相比(从样品制备和 TLC 展开到分析的总时间约为 3 小时),快速 SARA 在 30 分钟内提供结果;也就是说,是原来时间的六分之一。