Введение к работе
Актуальность работы. .В настоящее время в связи с большой . потребностью народного хозяйства в моторных топливах разрабатываются новые технологические процессы, позволяющие более глубоко перерабатывать нефть. Качество моторных топлив, их эксплуатационные характеристики во многом определяются содержанием в них ароматических углеводородов (АУ). Поэтому создание методик группового определения АУ нефтепродуктов необходимо для обеспечения контроля технологических процессов, качества получаемой продукции и представляет важную и актуальную задачу. Использованный в работе метод высокоэффективной жидкостной хроматогрэфш (ВЭЖХ) на отечественном приборе Милихром-1 характеризуется экспрессностью, высокой чувствительностью, информативностью, возможностью обработки результатов анализа на ЭВМ. '
Выбор оптимальной хроматографической системы для группового разделения АУ тяжелых топлив представляет собой очень сложную задачу, вследствие слабой и близкой адсорбции АУ разных классов. Для ее решения необходимо детальное изучение зависимости удерживания и селективности разделения АУ от природы сорбента, элюента и модифицирующих добавок, вводимых в элюент. Поэтому и в плане изучения механизма разделения АУ методом жидкостной хроматографии тема диссертации интересна и актуальна.
диссертационная работа выполнена в соответствии с координационным планом работ АН СССР на I986-1990 гг. по теме 2.20 - аналитическая химия (раздел 2.20.2.2 - хроматографические и другие сорбционные методы разделения и концентрирования).
Цель работа. .Основная цель работы заключалась в изучении закономерностей удерживания и разделения ароматических углеводородов в нормально-фазовом варианте ВЭЖХ, а также в разработке методик группового разделения и определения АУ- бензинов и дизельных топлив.
Для достижения поставленной цели было необходимо:
- изучить общие закономерности и особенности удерживания АУ в нормально-фазовой жидкостной хроматографии; " - изучить влияние химии поверхности стационарной фазы на параметры и селективность удерживания ароматических углеводородов;
изучить влияние природы и состава подвижной фазы на параметры и селективность удерживания ароматических углеводородов;
изучить спектральные характеристики ароматических углеводородов и хроматографических зон анализируемых объектов;
выбрать оптимальный набор веществ сравнения, для группового определения АУ бензинов и дизельных топлив;
оптимизировать условия разделения и - разработать методики анализа реальных нефтепродуктов.
Научная новизна. .Впервые проведено систематическое исследование хромзтографического поведения голиметил- и моноалкилзамэ-щенных ароматических углеводородов ряда бензола и нафталина, а также полиароматических углеводородов в нормально-фазовом варианте ВЭЖХ на гидроксилированном и модифицированных аминопропильными и цианодецилькыми группами силикагелях о использованием в качестве подвижной фазы осушенного н-гексана, модифицированного спиртами или галогенсодержащими углеводородами.
Найдена зависимость параметров хроматографического удерживания АУ и групповой селективности отдельных классов АУ от их структуры и от свойств хроматографической системы и сформулиро-ванчы требования к хроматографической системе, оптимальной для группового разделения АУ.
Установлено, что удерхиванив и селективность удерживания АУ в нормально-фазовой ВЭЖХ определяется не только механизмом конкурентной адсорбции молекул АУ и модификатора, но и межмолекулярными взаимодействиями в растворе.
Установлено, что наибольшей селективностью к групповому разделению АУ топлив среди изученных адсорбентов обладает силикагель с приЕИтыми аминшропильными группами.
Показано, что с ростом концентрации модификатора в элюенте межгруппоЕая селективность разделения АУ увеличивается, а их удерживание уменьшается. Оптимальными являются области самых низких концентраций модификатора.
Практическая значимость работы. Оптимизированы условия группового разделения АУ и их количественного определения в дизельных топливах методом НФ ВЭЖХ на силикагеле, модифицированном аминопропильными группами. Разработана методика определения моно-, би-и трициклических АУ бензинов и дизельных топлив, базирующаяся на
использовании отечественного жидкостного микроколоночного хроматографа Милихром-1 и позволягдая на основе сопоставления спектральных параметров оптимизировать выбор веществ сравнения для идентификации и количественного определения АУ разных групп. На заврсту выносятся следующие положения.
-
Результаты исследований влияния характеристик хроматогра-фической системы (химии поверхности сорбента, природы модификатора и состава подвижной фазы) и строения сорбатов (ароматических углеводородов) на параметры и селективность удерживания АУ в варианте НФ ВЭЖХ.
-
Анализ закономерностей удерживания, межмолекулярных взаимодействий и механизмов удерживания АУ на аминопропюшрованном и цианодецилированном силикателях.
-
Метод выбора оптимального набора веществ сравнения для определения АУ в бензинах и дизельных топливах, основанный на сопоставлении параметров удерживания и спектральных характеристик индивидуальных веществ и хроматографичееких зон. удерживания, измеренных на разных хроматографичееких системах.
-
Метод группового разделения и определения MOHO-, ой- и трициклических АУ в бензинах и дизельных топливах в НФ ВЭЖХ на гидроксилированном и аминопропилировэнном силикагелях с неполярной или слабополярной бинарной подвижной фазой, модифицированной спиртами, галоидалканами и 1,4-диоксаном.
Апробация работы и публикации. Материалы диссертационной работы доложены на V Всесоюзном симпозиуме по молекулярной жидкостной хроматографии (Рига, 1990), VI Всесоюзной конференции по аналитической химии органических веществ (Москва, 1991), viii Дунайском симпозиуме по хроматографии (Варшава, 1991), II Международном симпозиуме по химии поверхности, адсорбции и хроматографии. Конференции по сорбентам для хроматографии (Москва, 1992). По теме диссертации опубликовано 7 работ-в виде статей и тезисов докладов.
Объеи и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, четырех глав экспериментальной части, обсуаде-ния результатов, выводов и списка литературы (1эо наименований). Работа изложена на 190 страницах машинописного текста, содержит 15 таблиц и 73 рисунков.
