ХРОМАТОГРАФИЧЕСКАЯ ГАЗОВАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ СО СТАБИЛЬНЫМ СПЕКТРОМ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИХ ОРГАНИЧЕСКИХ ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МОДИФИКАТОРОВ В АВТОМОБИЛЬНОМ ТОПЛИВЕ

CHROMATOGRAPHIC GAS CHROMATOGRAPHY WITH A STABLE SPECTRUM OF MASS SPECTROMETRY OF OXYGEN-CONTAINING ORGANIC POLYFUNCTIONAL MODIFIERS IN AUTOMOTIVE FUEL
Цитировать:
Хамраева З.Б., Умиров Н.Н. ХРОМАТОГРАФИЧЕСКАЯ ГАЗОВАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ СО СТАБИЛЬНЫМ СПЕКТРОМ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИХ ОРГАНИЧЕСКИХ ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МОДИФИКАТОРОВ В АВТОМОБИЛЬНОМ ТОПЛИВЕ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 3(96). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13171 (дата обращения: 03.03.2024).
Прочитать статью:
DOI - 10.32743/UniTech.2022.96.3.13171

 

АННОТАЦИЯ

Газовая хроматография-масс-спектрометрия (ГХ-МС) используется для обнаружения соединений с использованием относительных газовых хроматографических времен удерживания и моделей элюирования компонентов смеси в сочетании с масс-спектральными моделями фрагментации, которые являются характеристикой химической структуры соединения.

ABSTRACT

In this article, Gas chromatography-mass spectrometry (GX-MS) is used to identify connections with the use of relative gas chromatographic time intervals and models of mixing components of the mixture in combination with the characteristics of mass-spectral structural models.

 

Ключевые слова: Хроматографическая газовая хроматография, масс-спектрометрии, октаноповышающей, модификатор,  эффективность модификатор,

Keywords: Chromatographic gas chromatography, mass spectrometry, octane booster, modifier, efficiency modifier.

 

Введение. Развитие автотранспортных средств требует повышения их качества. Низкооктановые ошейники могут вызвать взрыв и нестабильную работу двигателя. Рекомендуется повысить качество горения с помощью кислородсодержащих модификаторов органических соединений и их композиционных смесей.

Для оценки антидетонационной эффективности были выбраны следующие кислородсодержащие модификаторы на базе местных сырьевых ресурсов Республики Узбекистан: этанол, сивушное масло, карбонат натрия, мочевина, изопропиловый спирт, эпихлоргидрин, дихлоргидрин, метанол. В качестве базовых бензинов были выбраны компоненты Ферганского НПЗ: прямогонная фракция установки АВТ-2, катализатор установки реформинга ЛЧ-35/11-600 (далее - реформат) и их смесевая композиция с октановым числом по моторному методу 72,6 единиц.[1: 908 c]

В настоящее время, на Ферганском нефтеперерабатывающем заводе перерабатывают смеси местной нефти и газоконденсата с получением исходной прямогонной бензиновой фракции НК-180°С. Часть прямогонного бензина подвергают переработке на установке каталитического реформинга с получением высокооктанового компонента бензина - реформата с октановым числом в пределах 85 пунктов по моторному методу (ОЧМ). Реформат смешивают с прямогонным бензином в соотношениях, обеспечивающих получение товарного бензина. .[2: 76 c]

Основные физико-химические характеристики прямогонного бензина и реформата, используемых при приготовлении товарных бензинов представлены в таблице 3.1. Физико-химические свойства компонентов и товарного бензина определяются по техническим условиям Республики Узбекистан ТSH 39/3-203:2004

Таблица 3.1.

Физико-химические характеристики прямогонной бензиновой фракции НК-180 и реформата

Наименование показателей

 Бензиновая фракция

НК-180°С

Реформат

 

Детонационная стойкость:

 

 

 

Октановое число по

 

 

1.

моторному методу

56,7 |

85,0

 

Октановое число по исследовательскому методу

 

-

 

94,8

2.

Содержание свинца, г РЬ/л

отс.

отс.

 

Фракционный состав, °С

 

 

 

Н.К.

40

86

 

10%

69

93

3.

50%

138

148

 

90%

169

172

 

К.К.

178

180

 

Остаток и потери, %

4,0

4,0

 

4.

Кислотность, мг КОН/100см3 бензина

3,0

3,0

5

Концентрация фактических смол, мг/100см3 бензина

4,8

1,3

6.

Индукционный период, мин.

600

-

7.

Массовая доля серы, % масс.

0,15

0,00004

8.

Испытания на медной пластинке

выд.

выд.

9.

Водо-растворимые кислоты и щелочи

отс.

отс.

10.

Давление насыщенных паров, мм.рт.ст.

700

552

11.

Механические примеси и вода

отс.

отс.

12.

Плотность при 20°С, кг/м3

722

795

13.

Температура помутнения, °С

менее минус 30

менее минус 30

14.

Углеводородный состав, % масс.:

  • ароматических
  • нафтеновых
  • парафиновых

 

20,2

21,0

58,8

 

67,1

4,4

28,5

 

Исследование газовой хроматограммы / масс-спектрального анализа на Ферганском НПЗ без добавления модификаторов состава стабильного катализатора с компонентом автомобильного бензина

Выбросы бензола из отработавших газов пропорциональны содержанию ароматических углеводородов и бензола в топливе. При снижении содержания бензола с 1,53 до 0,95 об.% токсичность выбросов снижается на 13,52% об., при этом снижается содержание ароматических углеводородов с 32 до 26,3 об.%. - на 5,02%. Источниками бензола в автомобильных бензинах на современном нефтеперерабатывающем заводе являются следующие компоненты: стабильный катализат бензина - 78,2%; остаточный бензин каталитического крекинга - 10,2%; легкий бензин гидрокрекинга - 10,9%; коксующийся бензин - 0,7%..[3: 80 c]

Газовая хроматография-масс-спектрометрия (ГХ–МС) широко используется для анализа химических соединений в сложных образцах, где соединения сначала разделяются на системе ГХ и далее измеряются на масс-спектрометре, который обычно оснащен источником ионов электронной ионизации (ЭИ). Идентификация соединений при анализе данных ГХ-МС обычно достигается путем сопоставления экспериментальных масс-спектров с масс-спектрами, имеющимися в справочной библиотеке, т. е. для повышения точности идентификации соединений было разработано несколько мер масс-спектрального подобия, в том числе комплексная газовая хроматография подобия Штейна и Скотта масс-спектрометрия (ГХ–МС) - инструментальный метод, включающий газовый хроматограф (GC), соединенный с масс-спектрометром (МС), с помощью которого сложные смеси химических веществ могут быть разделены, идентифицированы и количественно определены. Рис.3.1.

 

Рисунок 3.1. Хроматографическая газовая хроматография со стабильным спектром масс-спектрометрии

Таблица 3.2.

 Интеграция всех пиков стабильного катализата

Пик

Начало

РТ

Конец

Высота

Площадь

Площадь%

1

2,677

2,694

2,72

413313,32

563529,15

4,79

2

2,849

2,875

2,9

745859,76

1181423,71

10.05

3

2,9

2,918

2,943

548556,18

854594,94

7,27

4

2,943

2,969

3,012

590863,44

974718,01

8,29

5

3,173

3,244

3,416

1381250.56

4580940,25

38.96

6

3,761

3,89

3,958

3583031,49

11756901,46

100

7

4,5

4,647

4,697

2375601,86

8021997,39

68,23

8

4,75

4.819

4,853

1046821,46

1998451.02

17

9

5,293

5,335

5,361

489754,49

970837,99

8,26

10

5,55

5,61

5,668

625856,39

1263894,8

10,75

 

В данной таблице 3.2 показано 10 пиков, где выигрышная точка начинается на 2,677 минуте на 1-пике и заканчивается на 2,72. В то время как пик 10 начинается на 5,5 минуте и заканчивается на 5,688. Пик начинается на 413313,12 и заканчивается в 625856,39. Площадь была начата в 563529,15 и закончена в 1263894,8. Процент распространения области начинается в 4,79 и заканчивается в 10,75.[109; 908-917 с].

 

Рисунок 3.2. Показания точек поглощения стабильного катализата в интервале 2,900-2,943 минут

 

В этом случае бутильный ион поглощается в точке поглощения. Молекула делится на ионы до бутильных ионов.

 

Таблица 3.3.

Показания точек поглощения в интервале 2900-2943 мин. Пиковые точки

m/z

Z

Абунд

39,1

1

19683,5

41,1

 

56132

42,1

 

13492,67

43,1

1

26666,67

53,1

 

4344,67

55,1

 

10659

56,1

 

63539,17

57,1

1

73098,66

71,1

1

12235

86,1

 

5563,33

 

В этой таблице 3.3 видны показания M/z, которые отличаются концентрацией ионов, имеющих следующую молекулярную массу. Мы можем видеть, что 39,1-пропил, 43,1-бутил, 57,1-пентил, 86,1-гептил разлагаются на ионы с молекулярной массой. 

 

Рисунок .3.3. Абсорбция толуола в стабильном катализате 3,821-3,907 мин.

 

Таблица 3.4.

Показания м/ z отличается концентрацией ионов, имеющих следующую молекулярную массу

m/z

Z

Абунд

39,1

1

59855,27

50,1

 

33498,45

51,1

 

44776,91

62,1

 

30231,91

63,1

1

64212,91

65,1

1

92925,82

89,1

1

36266,09

91,1

 

804061,06

92,1

1

522983,28

93.1

1

41146,27

 

Мы можем видеть (таблица 3.4), что 39,1-пропил, 63,1-изобутил, 65,1-пентил, 89,1-гептил или метилфенил, 92,1-изооктил или диметилфенил, 93,1-диметилфенил или октил разлагаются на ионы с молекулярной массой.

 

Рисунок.3.4. Поглощение диметилфенила в стабильном катализате 4,784-4,827 мин.

Таблица 3.5.

Исследование м / z отличается концентрацией ионов, имеющих следующую молекулярную массу.

m/z

Z

Абунд

51,1

 

16364,33

65,1

1

13862,17

77,1

 

25478,33

78,1

 

15703,33

79,1

1

15024

91,1

1

220205,33

92,1

1

18334,17

103,1

 

14596

105,1

 

44571,83

106,1

1

109386,66

 

Мы можем видеть (таблица 3.5), что 65,1-пентил, 79,1-фенил, 91,1-диметилпентил, 92,1-гептил или диметилфенил, 106,1-триметилфенил, разлагаются на ионы с молекулярной массой.

 

Рисунок. 3.5. Поглощение триметилфенила в стабильном катализате 4,784-4,827 минут

Таблица 3.6.

Исследование м / z отличается концентрацией ионов, имеющих следующую молекулярную массу.

m/z

Z

Абунд

39,1

1

6666,67

51,1

 

6639,5

77,1

 

14714,5

79,1

1

10930

91,1

1

14834,83

103,1

 

10745

105,1

1

136133,33

106,1

1

12080,83

119,1

 

18486

120,1

1

65181,33

 

Можно видеть (таблица 3.6), что 39,1-пропил, 79,1-фенил, 91,1-диметилпентил, 105,1-триметилфенил, 106,1-триметилфенил, 120,1-диметилэтилфенил разлагаются на ионы с молекулярной массой. [1 c908-917]

Основной целью данного исследования является определение состава бензина на Ферганском нефтеперерабатывающем заводе. Исследования показали, что был обнаружен другой компонент из состава бензина. Одним из наиболее важных результатов этого исследования является то, что были найдены основные компоненты бензина. Однако, вероятность подтверждения этого исследования невелика. Это исследование частично подтвердило существование бензообразующих алкановых углеводородов, хотя и не подтвердило высокой точности определения бензинового компонента.

                        

Список литературы:

  1. Umirov.N., Nurkulov.F.N., Djalilov .A.T., Research of gas chromatogram/mass spectral analysis at the fergana oil refinery wihtout adding modifier of the composition of a stable catalyzat with a component of avtomobile gasoline . International jurnal of advanced Science and Technology Vol. 29, no 3s (2020), pp 908-917
  2. Umirov.N.N., Nurkulov.F.N., Djalilov.A.T., Development of gasoline composition compounded with the use of anti-knock modifier a-18 // Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. №7-8, 2019. -P.76-79.
  3. Umirov.N.N., Nurkulov.F.N., Djalilov.A.T., The study of the ir spectra of technopolises modifiers // Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. №7-8, 2019. -P.80-86.
Информация об авторах

магистрант, Каршинский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Карши

Master's student, Karshi State University, Republic of Uzbekistan, Karshi

доцент, Каршинский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Карши

Doktorant, Karshi State University, Republic of Uzbekistan, Karshi

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ахметов Сайранбек Махсутович.
Top