Highly sensitive and reliable analysis of distillate products as per ASTM Method D8110 using single quadrupole ICP-MS
Aplikace | 2024 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Kontrola stopových kovů v ropných destilátech je v dnešní petrochemii zásadní pro zajištění kvality surovin, ochranu katalyzátorů a minimalizaci neplánovaných odstávek výroby. Nízké koncentrace kovů, jako jsou Ni, V, Hg či Pb, mohou totiž výrazně snížit účinnost a životnost drahých katalytických systémů.
Cílem studie bylo ověřit výkon analytické metody podle normy ASTM D8110 pro rutinní stanovení až 28 prvků v různých frakcích ropných destilátů (lehké a těžké nafty, surová ropa) pomocí single quadrupole ICP-MS přístroje Thermo Scientific iCAP MSX.
Vzorky se připravovaly jednoduchým ředěním v organickém ředidle PremiSolv, přičemž různé viskozity a body varu vedly k optimálním ředicím poměrům (10×–100×). Interní standardy Y a In (10 µg L⁻¹) kompenzovaly drift a matrixové efekty. Analýza probíhala v režimu KED s čistým heliem a ochlazovanou cyklonickou komorou na –5 °C. Hlavní konfigurace ICP-MS:
Detekční limity na úrovni desítek ng L⁻¹ až jednotek µg L⁻¹ pro všechny analyty potvrzují vysokou citlivost metody. Úměrnost kalibrace byla v rozsahu 0.1–50 µg L⁻¹ (prvky) a 5–100 µg L⁻¹ (K) s R² > 0.995. Testy recovery (5 µg L⁻¹, 50 µg L⁻¹ pro K) v lehké naftě a surové ropě dosáhly 85–115 % přesnosti a RSD < 5 %. Během desetihodinového běhu s více než 200 vzorky zůstaly interní standardy v rozmezí 75–120 % původní hodnoty.
Metoda umožňuje:
Další rozvoj může spočívat v automatizaci ředění a přípravy vzorků, využití multi-mode reaktivních plynů v triple quadrupole ICP-MS pro složitější interference a zavedení pokročilých algoritmů pro korekci oxidačních produktů a uhlíkatých částic. Integrace do digitálních laboratoří s on-line dohledem kapalinových toků přinese vyšší efektivitu a kontrolu kvality.
Popsaná metoda podle ASTM D8110 s využitím iCAP MSX ICP-MS poskytuje spolehlivou, citlivou a vysoce robustní platformu pro rutinní stanovení stopových kovů v ropných destilátech. Jednotná systémová konfigurace a optimalizované podmínky analýzy šetří čas i náklady a podporují dlouhodobou stabilitu výsledků.
ICP/MS
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Kontrola stopových kovů v ropných destilátech je v dnešní petrochemii zásadní pro zajištění kvality surovin, ochranu katalyzátorů a minimalizaci neplánovaných odstávek výroby. Nízké koncentrace kovů, jako jsou Ni, V, Hg či Pb, mohou totiž výrazně snížit účinnost a životnost drahých katalytických systémů.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo ověřit výkon analytické metody podle normy ASTM D8110 pro rutinní stanovení až 28 prvků v různých frakcích ropných destilátů (lehké a těžké nafty, surová ropa) pomocí single quadrupole ICP-MS přístroje Thermo Scientific iCAP MSX.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky se připravovaly jednoduchým ředěním v organickém ředidle PremiSolv, přičemž různé viskozity a body varu vedly k optimálním ředicím poměrům (10×–100×). Interní standardy Y a In (10 µg L⁻¹) kompenzovaly drift a matrixové efekty. Analýza probíhala v režimu KED s čistým heliem a ochlazovanou cyklonickou komorou na –5 °C. Hlavní konfigurace ICP-MS:
- iCAP MSX s doplňkovým MFC pro O₂
- PLUS torch z keramiky pro vyšší odolnost proti UV a organice
- Spray chamber Peltierovo chlazení, cyklonický kužel
- Vzorkovač iSC-65 autosampler
Hlavní výsledky a diskuse
Detekční limity na úrovni desítek ng L⁻¹ až jednotek µg L⁻¹ pro všechny analyty potvrzují vysokou citlivost metody. Úměrnost kalibrace byla v rozsahu 0.1–50 µg L⁻¹ (prvky) a 5–100 µg L⁻¹ (K) s R² > 0.995. Testy recovery (5 µg L⁻¹, 50 µg L⁻¹ pro K) v lehké naftě a surové ropě dosáhly 85–115 % přesnosti a RSD < 5 %. Během desetihodinového běhu s více než 200 vzorky zůstaly interní standardy v rozmezí 75–120 % původní hodnoty.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda umožňuje:
- Rychlou a jednotnou analýzu celého spektra destilačních frakcí
- Vysokou reprodukovatelnost a přesnost díky interním standardům
- Odolnost vůči karbonovým interferencím a nepřerušený provoz i při organických vzorcích
- Snadný přechod mezi vodnými a organickými matricemi bez fyzické výměny gas linek
Budoucí trendy a možnosti využití
Další rozvoj může spočívat v automatizaci ředění a přípravy vzorků, využití multi-mode reaktivních plynů v triple quadrupole ICP-MS pro složitější interference a zavedení pokročilých algoritmů pro korekci oxidačních produktů a uhlíkatých částic. Integrace do digitálních laboratoří s on-line dohledem kapalinových toků přinese vyšší efektivitu a kontrolu kvality.
Závěr
Popsaná metoda podle ASTM D8110 s využitím iCAP MSX ICP-MS poskytuje spolehlivou, citlivou a vysoce robustní platformu pro rutinní stanovení stopových kovů v ropných destilátech. Jednotná systémová konfigurace a optimalizované podmínky analýzy šetří čas i náklady a podporují dlouhodobou stabilitu výsledků.
Reference
- Thermo Fisher Scientific Application Note 44465: Addressing the challenges of routine determination of elemental impurities in refinery products using a robust ICP-MS approach
- Thermo Fisher Scientific Product Spotlight 002910: Thermo Scientific iCAP MX Series ICP-MS: Fully automatic start up and performance verification
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Highly sensitive analysis of distillate products per ASTM Method D8110 using single quadrupole ICP-MS
2024|Thermo Fisher Scientific|Postery
Petrochemicals Highly sensitive analysis of distillate products per ASTM Method D8110 using single quadrupole ICP-MS Bhagyesh Surekar and Daniel Kutscher, Thermo Fisher Scientific (Bremen) GmbH, 11 Hanna-Kunath–Straße, Bremen, Germany, 28199 Mike Mourgas, Thermo Fisher Scientific, 1400, Northpoint Parkway Suite 10,…
Klíčová slova
icp, icpicap, icapelemental, elementalmsx, msxsample, sampleimpurities, impuritiesplasma, plasmatorch, torchusing, usingtypes, typespetroleum, petroleumatf, atfpremisolv, premisolvproposed, proposedvarying
Analytical testing of trace elements in refinery products using a robust ICP-MS approach
2020|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 44465 Analytical testing of trace elements in refinery products using a robust ICP-MS approach Authors: Bhagyesh Surekar, Daniel Kutscher Thermo Fisher Scientific, Bremen, Germany Keywords: petroleum products, crude oil, naphtha, elemental analysis, ICP-MS, process and quality control Goal…
Klíčová slova
icp, icpicap, icapked, kedelements, elementshydrogen, hydrogenselenium, seleniumusing, usingarsenic, arsenicquadrupole, quadrupolevanadium, vanadiumbec, becaccuracy, accuracycrc, crcsulfur, sulfurxylene
Robust and reliable analysis of soil samples using single quadrupole ICP-MS
2024|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note | 003159 Trace elemental analysis Robust and reliable analysis of soil samples using single quadrupole ICP-MS Authors Goal Sukanya Sengupta, Tomoko Vincent, To highlight the use of the Thermo Scientific™ iCAP™ MSX ICP-MS for robust and Daniel Kutscher…
Klíčová slova
msx, msxsoil, soilicap, icapagd, agdicp, icpl·min, l·minsamples, samplescertificate, certificatesrms, srmsuninterrupted, uninterruptedaccuracy, accuracymatrix, matrixanalysis, analysisrecoveries, recoveriesconcentrations
Thermo Scientific iCAP MSX ICP-MS (Product specifications)
2025|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace
Product specifications | 003140 Trace elemental analysis Thermo Scientific iCAP MSX ICP-MS Key benefits • Optimized sample introduction system for best analytical performance • Enhanced matrix tolerance and improved robustness with increased sensitivity • Increased flexibility with tailored hardware components…
Klíčová slova
msx, msxicap, icapagd, agdicp, icpsupply, supplyisds, isdsqtegra, qtegradilution, dilutioncones, conesgas, gaspump, pumpvariable, variablechamber, chamberplasma, plasmaspray