Количественное определение фенольных антиокислительных присадок в моторных топливах методом газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Разработана методика количественного определения антиокислительных присадок 2,6-ди-(трет-бутил)фенола, 2,6-ди-(трет-бутил)-4-метилфенола и 2,6-ди-(трет-бутил)-4-(N,N-диметиламинометил)фенола в топливах для реактивных двигателей, дизельных топливах и автомобильных бензинах с использованием сочетания газовой хроматографии и масс-спектрометрии с ионизацией электронами. Предложенный подход не требует предварительной пробоподготовки и анализируемое моторное топливо после добавки внутреннего стандарта может непосредственно дозироваться в газовый хроматограф с масс-селективным детектором, в качестве которого в работе использовался прибор отечественного производства. Применение мониторинга характеристичных ионов позволило обеспечить пределы детектирования аналитов до 0.4 мг/кг (0.00004 мас.%), а диапазон концентраций для количественного анализа находится в пределах от 0.5 до 250 мг/кг (от 0.00005 до 0.250 мас.%). Валидация разработанной методики позволила определить внутрисерийные и межсерийные коэффициенты вариации, которые не превышали 5 и 6% соответственно, а также точность, которая во всех случаях находилась в диапазоне от 87% до 113%. Методика апробирована на различных промышленно выпускаемых топливах.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Николай Юрьевич Половков

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: borisov@ips.ac.ru
ORCID iD: 0000-0002-9898-6116

к.х.н.

Russian Federation, Москва, 119991

Н. В. Давидовский

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: borisov@ips.ac.ru
Russian Federation, Москва, 119991

С. Л. Зенина

АО ГНЦ „Центр Келдыша“

Email: borisov@ips.ac.ru
Russian Federation, Москва, 125438

Мадина Утимуратовна Султанова

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Email: borisov@ips.ac.ru
ORCID iD: 0000-0003-1588-3486
Russian Federation, Москва, 119991

Роман Сергеевич Борисов

Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН; Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева

Author for correspondence.
Email: borisov@ips.ac.ru
ORCID iD: 0000-0002-8203-7055

к.х.н.

Russian Federation, Москва, 119991; Москва, 125047

References

  1. Batts B.D., Fathoni A.Z. A literature review on fuel stability studies with particular emphasis on diesel oil // Energy Fuels. 1991. V. 5. № 1. P. 2–21. https://doi.org/10.1021/ef00025a001
  2. Xiong Y., Su P., Zhou J., Qi S. Research on the rate prediction model of diesel oxidation in storage // Chemical Engineering Transactions. 2016. V. 51. P. 115–120. https://doi.org/10.3303/CET1651020
  3. Pedley J.F., Hiley R.W., Hancock R.A. Storage stability of petroleum-derived diesel fuel: 1. Analysis of sediment produced during the ambient storage of diesel fuel // Fuel. 1987. V. 66. № 12. P. 1646–1651. https://doi.org/10.1016/0016-2361(87)90356-5
  4. Worstell J.H., Daniel S.R. Deposit formation in liquid fuels. 2. The effect of selected compounds on the storage stability of Jet A turbine fuel // Fuel. 1981. V. 60. № 6. P. 481–484. https://doi.org/10.1016/0016-2361(81)90108-3
  5. Skolniak M., Bukrejewski P., Frydrych J. Analysis of changes in the properties of selected chemical compounds and motor fuels taking place during oxidation processes // Storage Stability of Fuels / ed. Biernat K. InTech, 2015. https://doi.org/10.5772/59805
  6. Mužíková Z., Procháska F., Pospíšil M. Storage stability of FCC light cycle oil // Fuel. 2010. V. 89. № 11. P. 3534–3539. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2010.06.019
  7. Pullen J., Saeed K. An overview of biodiesel oxidation stability // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2012. V. 16. № 8. P. 5924–5950. https://doi.org/10.1016/j.rser.2012.06.024
  8. Grishin D.F. Depressant, antiwear, and antioxidant additives to hydrotreated diesel fuels with low and ultralow sulfur content (Review) // Petrol. Chemistry. 2017. V. 57. № 10. P. 813–825. https://doi.org/10.1134/S0965544117100097
  9. Zhao L., Zhang X., Pan L., Liu J. Storage period prediction and metal compatibility of endothermic hydrocarbon fuels // Fuel. 2018. V. 233. P. 1–9. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2018.06.034
  10. Popova T.V., Vishnyakova T.P., Yurechko V.V., Frolov V.I. Oxidizability and stabilization of ecologically clean diesel fuel // Chem Technol Fuels Oils. 1995. V. 31. № 3. P. 116–120. https://doi.org/10.1007/BF00723928
  11. Алексанян К.Г., Стоколос О.А., Солодова Е.В., Зайцева А.В. Ю.Н., Салманов С.Ю., Яруллин Н.Р., Налетова, Ми Э.Р. История развития и применения антиокислительных присадок для топлив и масел // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 9–10. C. 120–125. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20186109-10.5848
  12. Shi Y.G., Su B., Gong H.F., Xue Y. Use differential pulse voltammetry for determining the 2,6-ditertbutyl-4-methylphenol in jet fuels // AMR. 2012. V. 455–456. P. 716–720. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.455-456.716
  13. Казьмина Е.В., Смагунова А.Н., Бутина Н.П., Коржова Е.Н. Разработка ИК-спектрометрической методики определения антиокислительной присадки Агидол-1 в растворах, используемых для введения ее в дизельное топливо // Аналитика и контроль. 2013. V. 17. № 3. P. 345–350. http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2013.17.3.012
  14. Hayes G.E., Hillman D.E. Determination of 2,6-di-tert.-butyl-4-methylphenol in aviation turbine fuel by liquid chromatograpy with electrochemical detection // J. Chromatogr. A. 1985. V. 322. P. 376–379. https://doi.org/10.1016/S0021-9673(01)97699-X
  15. Чернышева А.В., Красная Л.В., Приваленко А.Н., Гаврилов П.А., Зуева В.Д. Определение присадки Агидол-1 в топливах для реактивных двигателей методом высокоэффективной жидкостной хроматографии // Ж. анал. химии. 2020. V. 75. № 5. P. 438–441. https://doi.org/10.31857/S0044450220030032
  16. Borisov R.S., Kulikova L.N., Zaikin V.G. Mass spectrometry in petroleum chemistry (Petroleomics) (Review) // Petrol. Chemistry. 2019. V. 59. № 10. P. 1055–1076. https://doi.org/10.1134/S0965544119100025
  17. Pearson C.D. Determination of phenolic antioxidants in JP-5 jet fuels by gas chromatography-mass selective detection // J. Chromatogr. A. 1988. V. 449. P. 440–447. https://doi.org/10.1016/S0021-9673(00)94407-8
  18. Webster R.L., Rawson P.M., Evans D.J., Marriott P.J. Synthetic phenolic antioxidants in middle distillate fuels analyzed by gas chromatography with triple quadrupole and quadrupole time-of-flight mass spectrometry // Energy Fuels. 2014. V. 28. № 2. P. 1097–1102. https://doi.org/10.1021/ef402144v

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Chromatograms of target analytes (Agidol-0, -1 and -3) and internal standard (IS) for the sum of characteristic ions. The letters in the figure indicate the chromatograms obtained as a result of the analysis of: (a) – high-concentration quality control (HC) sample; (b) – low-concentration quality control (LC) sample; (c) – aviation kerosene sample containing the antioxidant additive Agidol-1.

Download (41KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences