Petroleum ChemistryPetroleum ChemistryНефтехимия0028-24213034-5626The Russian Academy of Sciences68152110.31857/S0028242124040073MVLNUXArticlesСтатьиResearch ArticleКоличественное определение фенольных антиокислительных присадок в моторных топливах методом газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированиемКоличественное определение фенольных антиокислительных присадок в моторных топливах методом газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированиемhttps://orcid.org/0000-0002-9898-6116ПоловковНиколай Юрьевич
Russian Federation

к.х.н.

borisov@ips.ac.ruДавидовскийН. В.
Russian Federation
borisov@ips.ac.ruЗенинаС. Л.
Russian Federation
borisov@ips.ac.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1588-3486СултановаМадина Утимуратовна
Russian Federation
borisov@ips.ac.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8203-7055БорисовРоман Сергеевич
Russian Federation

к.х.н.

borisov@ips.ac.ruИнститут нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАНАО ГНЦ „Центр Келдыша“Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева1508202464439941230052025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0028-2421/article/view/681521

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.

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.

моторные топливабензиндизельное топливореактивное топливоантиокислительные присадкигазовая хромато-масс-спектрометрияАгидолПравительство Российской ФедерацииGovernment of the Russian FederationИсследование выполнено в рамках государственного задания ИНХС РАН.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/ef00025a001Xiong 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/CET1651020Pedley 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)90356-5Worstell 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)90108-3Skolniak 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/10.5772/59805Mužíková 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.2010.06.019Pullen 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.2012.06.024Grishin 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/S0965544117100097Zhao 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.2018.06.034Popova 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/BF00723928Алексанян 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.20186109-10.5848Shi 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.455-456.716Казьмина 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.2013.17.3.012Hayes 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-XЧернышева 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/S0044450220030032Borisov 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/S0965544119100025Pearson 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)94407-8Webster 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