Name: on-line analysis of nitrogen containing compounds in complex hydrocarbon matrixes
Uploaded: 2016-08-05T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 49 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about On-line Analysis of Nitrogen Containing Compounds in Complex Hydrocarbon Matrixes at JoVE.com

&#39;Flaman Hükümeti tarafından Uzun Vadeli Yapısal Methusalem Finansman&#39; Flanders Bilim ve Teknoloji aracılığıyla Yenilik Teşvik Enstitüsü (IWT) tarafından desteklenen SBO projesi &quot;Bioleum&quot; (IWT-SBO 130039) kabul edilmiştir.

Dikkat: Kullanmadan önce tüm bileşiklerin danışınız ilgili malzeme güvenlik bilgi formları (MSDS). Uygun güvenlik uygulamaları tavsiye edilir. Kişisel koruyucu ekipman kullanırken Çözümleri ve numuneler, davlumbaz hazırlanmalıdır. En iyi uygulama güvenlik gözlük, koruma laboratuvar eldiven, laboratuvar önlüğü, tam uzunlukta pantolon ve kapalı parmak ayakkabı kullanımı anlamına gelir. Birkaç reaktifler ve reaksiyon ürünleri akut toksik ve kanserojen olabilir gibi reaktör düzgün mühürlü olmalıdır. 1. Çevrimdışı GC × GC-bulaşıcı olmayan hastalıkların Analizi <ol><li> GC analizi × çevrimdışı GC için Numune Hazırlama <ol><li> Bir iç standart olarak 2-kloropiridin seçin. Hazırlanan numune içinde iç standart konsantrasyonu analiz karışımı içinde bulunan azot içeren bileşiklerin konsantrasyonları aralığı içinde olduğundan emin olun. internal standart konsantrasyonu saptama limiti o en az on kat daha yüksek olmalıdırBulaşıcı olmayan hastalıklar f. Ayrıca iç standardın konsantrasyonu numunede en yüksek konsantrasyonda nitrojen bileşiği konsantrasyonu daha fazla iki kat daha yüksek olmamalıdır. </li><li> Hazırlayın ve bir analitik terazi kullanılarak iki cam şişeleri tartın. </li><li> bir analitik terazi kullanılarak birinci şişeye 2-kloropiridin 20,498 mg ekleyin. </li><li> İlk flakon ile dengeyi dara ve şist yağı örneğinin 1024.287 mg ekleyin. Yavaşça flakon içeriği karıştırın. </li><li> İkinci şişenin içine hazırlanan karışımın 23,369 mg aktarın ve orijinal şist yağı örnek 435,195 mg ekleyin. örnek iç standart elde edilen konsantrasyon yaklaşık 1.000 ppmw olup. </li></ol></li><li> GC-bulaşıcı olmayan hastalıkların analizi ve çalışma koşulları × GC <ol><li> Bir çift kademeli kriyojenik sıvı CO 2 modülatörü 45 ile donatılmış GC × bir GC kullanılarak analiz gerçekleştirin. <ol><li> Birinci boyut polar olmayan çölü bağlayındoğrudan ikinci boyut orta kutup sütuna mn (Pona, 0.5 mikron d f × 0,25 mm ID × 50 m L) (BPX-50, 0.25 mikron d f × 0,25 mm ID x 2 m L). Tablo 1 &#39;de sunulmuştur parametrelerle, şist yağı bileşikleri ihtiva eden azot tespiti için optimize edilmiş GC çalışma koşulları x GC uygulanır. </li><li> Ek Tablo belirtilen ayarlarla, oto örnekleyici kullanarak örnek enjekte edilir. </li></ol></li><li> 1.198 K. Kullanım 100 Hz&#39;lik bir veri toplama oranı brülör sıcaklığı muhafaza ederken bulaşıcı olmayan için, akış 5 oranları ve 11 ml dak-1 H 2 ve sırasıyla O 2 olarak ayarlayın. Dedektör ayarları Tablo 1&#39;de sunulmuştur. </li></ol></li><li> Sonuçların Yeniden işleme <ol><li> Bulaşıcı olmayan hastalıkların veri sistemini kullanarak veri toplama gerçekleştirin. Analitik yazılımlar (örneğin, GC içine .cdf dosyası ve ithalat ham veri ihracatGörüntü). </li><li> , Kontur arsa oluşturmak için tutma süresini belirlemek için, ve yazılım protokollerine göre zirve montaj ve blob entegrasyonu gerçekleştirmek için analitik yazılımı kullanın. Belirli bir karbon sayısı olan belirli bir nitrojen grubu bir bileşiği olarak, her damla tanımlar. Not: Bulaşıcı olmayan hastalıkların Tepki sinyali eş molar 6,46,47,48, örnek basittir azot içeren bileşiklerin ölçümü için dolayısıyla prosedürdür. </li><li> Aşağıdaki denklem kullanılarak tespit bileşiklerin konsantrasyonu hesaplanır: <img alt="denklem 1" src="/files/ftp_upload/54236/54236eq1.jpg" /> V I ve V st azot içeren bileşik ve iç standart tepe hacmi, sırasıyla burada. st iç standart bileşiğin konsantrasyonudur, N, bileşiğin azot atomlarının sayısı W I, I ve M St M </sub&gt; bileşikler içeren azot ve azot iç standardın sırasıyla 6 molar kütleleri vardır. </li></ol></li></ol> 2. On-line Analizi <ol><li> Pilot tesis buhar çatlama ünitesi Not: Besleme bölümünde, fırın / reaktör bölümünün ve analiz bölümünde: pilot tesis buhar kraker üç bölümden oluşmaktadır. Birim başka 18,49,50,51 ayrıntılı olarak açıklanmıştır. düzeneğin şematik açıklaması Ek Bilgiler bulunabilir. <ol><li> heptan Programlanabilir Mantıksal Denetleyici (PLC) ile debi ayarlayarak bir bilgisayar kontrollü döner pompa kullanılarak beslendiği olarak deneyler sırasında, elle pistonlu pompa hızını ayarlayarak reaktör konveksiyon bölümüne piridin tanıtmak. seyreltici testi amacına bağlıdır ve çeşitli olabilir. Deneyin gereksinimlerine bağlı olarak, helyum ve azot dilutio için gaz kontrolörleri kullanınn ve buhar seyreltilmesi için su besleme pompası frekansını düzenler. </li><li> ocağının reaksiyon bölümüne önce buharlaşması ve iki ısıtılmıştır bölgelerde besleme stokunun karışımı 773 K arasında bir sıcaklıkta muhafaza </li><li> PLC ile beş ısıtılmış bölgelerde sıcaklıklar ayarlayarak Incoloy 800HT 12.4 m uzunluğunda ve 9 mm iç çapı reaktöre bir sıcaklık profilini yüklemektedir. işlem koşulları değişen çeşitli deneyler gerçekleştirilebilir. Tablo 2&#39;de belirtildiği gibi bir yöntem testi gerçekleştirmek için uygulanan işlem koşulları kullanarak. </li></ol></li><li> analiz yöntemi <ol><li> Üç dedektörleri mümkün olduğunca çok sayıda bileşikler tespit etmek için paralel kanallar üzerinde çalışan ile donatılmış rafineri gazı analizörü (RGA) kullanın. İki TCD en ve FID reaksiyon ürünleri ayırmak için, üç farklı kolon kullanarak dört karbon atomu, CO, CO2, H 2 ve hidrokarbon saptanmasına izin verir. RGA ayarı pr vardırTablo 3&#39;te esented. </li><li> GC set up x GC, birinci boyut ve 0.15 mm çapında x orta polar BPX-50 (2 m L kolonu (0.5 um D F x 0.25 mm ID x 50 ml), bir polar olmayan Pona kullanımı ikinci boyutta 0.15 mikron d, f) sütunu ×. fırın sıcaklığı GC fırın içinde sıvı azot ilave edilmesi ile 233 K kadar alçaltılabilir emin olun. On-line analiz için Tablo 4&#39;te verilen GC ayarlarında × GC kullanın. </li><li> Bu TOF-MS elektron etki iyonlaşma sağlamak yazılımı bu değerleri ayarlayarak 70 eV ve dedektör gerilimi 1700 V. Ayrıca aynı yazılımı 15-400 amu bir kütle aralığında 30 spektrumları / sn satın alma frekansını ayarlayın. </li><li> Veri toplama hızı 100 Hz olması gerekiyor 1198 K. brülör sıcaklığı tutarken NCD için elle, akış 5 oranları ve H 2 ve sırasıyla O 2 dk -1 11 ml ayarlayın. </li> &lt;FID H 2, hava ve N 2 (makyaj gaz) akış hızları için li&gt; sırasıyla 35, 350 ve 35 ml dk -1. FID sıcaklığı 100 Hz&#39;lik bir veri toplama oranı ile 573 K&#39;de ayarlanmış olduğundan emin olun. </li><li> Pilot tesis çalışması sırasında on-line, yani pilot tesis atık, Örnek ve yüksek sıcaklıkta (673-773 K). Fırın 573 K tutulan örnekleme konumlandırılmış bir valf bazlı örnekleme sistemi kullanın, bakınız Şekil 1. <ol><li> PLC ile Şekil 1a gösterilen pozisyona pnömatik 6-port 2-yollu vana çevirin, en az 2 dakika süreyle örnek döngü yıkayın. </li><li> PLC, örnek döngü bir gaz örneği helyum ile taşınan ve GC × seçilen GC üzerine enjekte edilir kullanarak 1b Şekil gösterilen pozisyona pnömatik 6-port 2-yollu vana çevirin. 20 saniye boyunca püskürtme pozisyonda valf tutun. Şekil 1a gösterilen konumda geri pnömatik 6-port 2-yollu vana çevirin. </li> &lt;/ Ol&gt; </li></ol></li><li> İç standart ekleme <ol><li> Bulaşıcı olmayan bir iç standart analizler olmak üzere 2-kloropiridin kullanın. Bu bileşimin kişiye miktarı deneyi (Tablo 2&#39;de gösterilen değerleri) amacına bağlıdır. Kesin ve eşit olarak 2-kloropiridin eklemek için, n-heksan (Tablo 2&#39;de gösterilen değerleri) içinde çözülmesi ve yumuşak Hazırlık sonra, karışım karıştırılır. </li><li> Merkezi bir numune alma sistemi önce ürün akımı içinde yer alan bir kılcal transfer hattı yoluyla hazırlanan karışımın pompalanarak sürekli iç standart 2-kloropiridin ekleyin. Bu amaçla, bir peristaltik pompa kullanmak ve akış hızı sabit (değerleri Tablo 2&#39;de gösterilen) tutun. </li></ol></li><li> Veri toplama ve miktar <ol><li> TOF-MS ile elde edilen verileri Edinme ve ürün tanımlama sonuçlarını kullanmak ve retenti kurulmasıreaksiyon ürünlerinin kez. bölüm 1.3.2 açıklandığı gibi sonuçları, bulaşıcı olmayan hastalıklarla kullanılarak toplanan prosedürü yeniden işleme uygulanan Acquisition ve FID elde edilen verilerin yeniden işleme benzer. </li><li> Bir iç standart 18 kullanan ürün verimleri yeniden hesapla. Ürün akımına (N2), sürekli azot belirli bir miktar tanıtılması ve Şekil 2&#39;de gösterildiği gibi bir referans bileşiği olarak kullanır. </li><li> farklı enstrümanlar üzerinde elde edilen verilerin birleştirin. dedektör bağlı olarak her bileşik için kalibrasyon faktörleri uygulayın. <ol><li> 1 metan kalibrasyon faktörünü ayarlayın. </li><li> kalibrasyon RGA üzerinde saptanabilir kalıcı gazlar için metan göre tepki faktörlerini elde etmek. göreceli tepki faktörleri kalibrasyon tarafından belirlenen GC × GC algılanan tüm önemli bileşikler için emin olun. Küçük ürünler için Dietz 52 tarafından bildirilen FID kalibrasyon faktörleri kullanın. ac için tepki faktörleri varsaompound mevcut değildir, Dierickx ve ark., 53 tarafından geliştirilen grup katkı yöntemiyle değerlerini hesaplamak. </li><li> Metan ikincil iç standart olarak fonksiyonlar ve konsantrasyonu GC-FID kromatogram × GC doruklarına dayalı konsantrasyonlarını belirlemek için gereklidir. Bu nedenle denklem 2&#39;yi kullanarak metan kütle akış hızını belirlemek: <img alt="denklem 2" src="/files/ftp_upload/54236/54236eq2.jpg" /> Nerede, CH4 ve f N2 sırasıyla TCD üzerinde metan ve azot kalibrasyon faktörlerdir f. Bir CH4 ve A N2 analizi sırasında elde edilen pik alanları, süre vardır <img alt="denklem 3" src="/files/ftp_upload/54236/54236eq3.jpg" /> atık akımına ilave azot kütle akış hızıdır. </li></ol></li><li> prosedürü uygulayarak azot içeren ürünlerin miktarının yürütmek bölüm 1.3.3 açıkladı. </li></ol></li></ol&gt;

The authors have nothing to disclose.

açıklanan deneysel prosedürler çalışılan örneklerde off-line ve on-line olarak tanımlanması ve azot içeren bileşiklerin ölçümü başarılı kapsamlı sağladı. Şekil 3&#39;te gösterildiği gibi bulaşıcı olmayan hastalıkların tanımlanması için kullanılamaz yana şist yağı bileşikleri ihtiva eden azot ayrılması. GC-bulaşıcı olmayan x GC kullanılarak gerçekleştirilmiştir, gözlenen türlerin tutma süreleri analiz yaparak önceden kurulmu?...

hafif tatlı ham yağların rezervleri giderek azalmaktadır ve dolayısıyla alternatif fosil kaynaklar, enerji ve petrokimya endüstrisinde kullanılmak üzere kabul ediliyor. Buna ek olarak, bu biyo-kütlenin hızlı piroliz tarafından üretilen biyolojik yağlar gibi yenilenebilir biyo-yakıtların ve kimyasallar, daha cazip bir bilgi haline gelmektedir. Bununla birlikte, ağır ham petrol nedeniyle Kanada ve Venezuela 1-3 büyük kanıtlanmış rezervleri mantıklı bir ilk tercihidir. İkinci dünyanın en büyük ham petrol rezervlerinin olarak kabul ediliyor ve bunların bileşimi doğal bitüm bileşimine benzer. Biyo-yağ benzeri ağır ham petrol rezervuar sıcaklığı, yüksek yoğunluklu (düşük API gravitesi), ve azot, oksijen önemli içeriği ve sülfür içeren bileşikler 4,5 kendi yüksek viskozitesi ile hafif ham yağlar farklıdır. Bir başka umut verici bir alternatif yağ şeyl türetilen şist yağı vardır. Bitümlü şist ince taneli tortul kaya containing kerojen, 1000 Da 6 gibi yüksek bir mol kütlesi ile organik kimyasal bileşiklerin bir karışımı. Kerojen hidrokarbon matrisi organik oksijen, azot ve kükürt ihtiva edebilmektedir; , yaş, ve ekstraksiyon şartlarına bağlı olarak değişebilir. Küresel karakterizasyon yöntemleri şist yağı ve ağır ham yağları heteroatomlar (S, O ve N) konsantrasyonu tipik olarak esas itibariyle daha yüksek, örneğin petrokimya endüstrisi 6 kullanılan ürünler için belirlenen özellikleri daha olduğunu göstermiştir. Ne kadar ağır Geleneksel ham petrol ve şist yağı içinde bulunan azot içeren bileşikler, hidrokraking, katalitik kraking ve yeniden işlemleri 7 katalizör aktivitesi üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olduğu belgelenmiştir. Bir buhar kraker 8 Cold-Box sakız oluşumunu teşvik için, azot ihtiva eden bileşiklerin varlığı bir güvenlik sorunu olduğu Benzer şekilde, bildirilmiştir. Bu işlem ve güvenlik çal&#39;ısorunlar oluşturmuştur kompleks hidrokarbon matrislerde bileşikleri ihtiva eden bir azot karakterizasyonu off-line için ve on-line mevcut yöntemleri geliştirmek için güçlü bir sürücü bulunmaktadır. Bir azot kemilüminesans detektörü (NCD) ile birlikte iki boyutlu gaz kromatografisi (GC x GC) konvansiyonel dizel ya da sıvılaştırılmış kömür numuneleri 7 analiz etmek için tek boyutlu gaz kromatografisi (GC) ile karşılaştırıldığında üstün bir karakterizasyon tekniğidir. En son bir yöntem geliştirilmiş ve şist yağı 6 azot içeriğine çevrimdışı karakterizasyonu uygulanmıştır, orta damıtma 9 içinde mevcut ekstre azot bileşikleri tanımlanması ve plastik atık piroliz yağı 10 detaylı bileşimin belirlenmesi. GC analizi × GC karmaşık karışımlar 11-17 analiz etmek için güçlü bir çevrimdışı işleme tekniği olduğu bu nedenle açıktır. Bununla birlikte, on-line bir uygulama sayesinde güvenilir bir A için ihtiyaç daha zornd örnekleme metodolojisi ayrımcı olmayan. Kapsamlı bir on-line karakterizasyonu için önce gelişmiş yöntemler biri TOF-MS ve FID 18 ile buhar çatlama reaktörden elde analiz ile gösterilmiştir. GC ayarlarının optimizasyonu ve uygun bir kolon kombinasyonu poliaromatik hidrokarbonlar (PAH) 18 metan kadar uzanan hidrokarbonlardan oluşan numunelerin analizini sağladı. Bu çalışma, karmaşık hidrokarbon karışımları mevcut azot bileşikleri belirlenmesi ve ölçümü için genişleterek yeni bir seviyeye bu yöntemi alır. Böyle bir yöntem bu bileşiklerin çeşitli süreçleri ve uygulamaları oynadığı rolün temel anlayışı geliştirmek için gerekli diğerleri arasında olduğunu. Yazarların en iyi kadarıyla, azot içeren bileşiklerin dönüşüm süreçlerinin kinetik ile ilgili bilgi belirlemek ve azot içeren bileşik ölçmek için kısmen yeterli yöntemin olmaması nedeniyle, kıt 19 olduğunuReaktör çıkış akımı s. Çevrimdışı ve on-line olarak analiz metodolojisi oluşturulması, böylece biri bile hammadde yeniden 20-27 ve kinetik modelleme deneyebilirsiniz önce bir ön koşuldur. azot içeren bileşiklerin doğru tanımlanması ve ölçümü yararlanacak alanlardan biri buhar çatlama veya piroliz olduğunu. Biyo ve ağır fosil buhar çatlama veya piroliz reaktörler hidrokarbonlar ve heteroatomlar içeren bileşiklerin binlerce içermesi için beslenir. Ayrıca, çünkü yem karmaşıklığı ve ortaya çıkan kimya radikal doğası, reaksiyonların on binlerce binlerce daha da karmaşık başlangıç ​​materyali daha reaktör çıkış yapan serbest radikal türler 28 arasında oluşabilir. Hidrokarbon karışımlarda nitrojen piridin veya pirrol aromatik yapılar, örneğin, esas olarak mevcut olan; dolayısıyla en deneysel çalışmalar, bu yapının ayrışma ithaf edilmiştirures. Hidrojen siyanür ve etin aynı zamanda az miktarda 29 tespit edilmiştir gibi aromatikler ve uçucu olmayan katran olarak 1,148-1,323 K. diğer ürünlerin bir sıcaklık aralığı içinde incelenmiştir piridin termal ayrışma ana ürünler olarak rapor edilmiştir. pirol termal bozunma şok dalgası deneyleri kullanılarak 1,050-1,450 K daha geniş bir sıcaklık aralığı içinde araştırılmıştır. Ana ürünler 3-butennitril, sis ve trans-2-butennitril, hidrojen siyanür, asetonitril, 2-propannitril, propan ve propiolonitrile 30 idi. Ayrıca termal bozunma şok tüp deneyleri karşılaştırılabilir ürün spektrumları 31,32 sonuçlanan yüksek sıcaklıklarda piridin yapıldı. Bu çalışmalarda ürün elde edilir GC bir FID ile donatılmış, bir azot-fosfor detektörü (NPD) 31, bir kütle spektrometresi (MS) 32 ve bir Fourier dönüşümü kızıl ötesi (FTIR) spektrometresi 32 dönüşümü uygulanarak belirlenmiştir </sus&gt;. FID ve NPD&#39;i uygulanması benzer bir yöntemler bir sürekli akış reaktörü 8 şist yağı piroliz ürünlerini analiz etmek için uygulanmıştır. 273,15 K, soğuk tuzak kullanılarak ve GC-MS, Winkler ve ark. 33 piridin piroliz sırasında heteroatom ihtiva eden, aromatik bileşikler oluşur gösterdi. Zhang ve ark. 34 ve Debono ve diğerleri. 35 Winkler ve arkadaşlarının yöntemi uygulanır. Organik atıkların pirolizi incelemek için. Azot bakımından zengin reaksiyon ürünleri bir termal iletkenlik detektörü (TCD) 34 bağlı bir GC, on-line analiz edilmiştir. Toplanan katran GC-MS 34,35 kullanarak çevrimdışı analiz edildi. Toluen ve piridin eşzamanlı piroliz serbest kök reaksiyonlarına 31,36 karmaşık yapısı gösteren, piridin piroliz göre kurum oluşması eğiliminin bir fark olmadığını göstermiştir. en kapsamlı analitik yöntemlerden biridir N tarafından geliştirilenathan ve arkadaşları 37. Onlar serbest radikal türleri izlemek için piridin ve diazin ve elektron paramanyetik rezonans (EPR) spektroskopisi bozunma ürünleri analiz etmek için FTIR, nükleer manyetik rezonans (NMR) ve GC-MS kullanılır. FTIR analizi geniş bir ürün yelpazesi tanımlanması için çok etkili bir yaklaşım, hatta PAH 38-40 olabilir, yine de miktar son derece zordur. Kalibrasyon, belirli bir sıcaklık ve basınçta 41, her bir hedef türler için farklı konsantrasyonlarda kızılötesi spektranın tam dizi gerektirir. Hong ve ark., Son çalışmalar pirrol ve piridin ayrışma 42,43 esnasında ürünlerin ve ara maddelerin belirlenmesi için molekül ışın kütle spektrometrisi (MBMS) ve ayarlanabilir sinkrotron vakum ultraviyole fotoiyonizasyon kullanma olanaklarını gösterdi. Bu deneysel yöntem inf olmadan radikallerin izomerik ara ve yakın eşik tespiti seçici tanımlanmasını sağlaranaliz türlerin 44 parçalanması licting. Ancak, MBMS analizi kullanılarak ölçülen konsantrasyonları üzerindeki belirsizlik de önemli. Bu çalışmada, karmaşık şeyl petrol ilk çevrimdışı kapsamlı karakterizasyon sonuçları bildirilmiştir. Daha sonra, karmaşık bir hidrokarbon matrisi içinde azot bileşiklerin analizi için GC-TOF-MS / FID x bir on-line GC sınırlamaları tartışılmıştır. Son olarak, GC-bulaşıcı olmayan x GC bileşikleri ihtiva eden bir azot on-line ölçümü için yeni geliştirilmiş yöntem gösterilmektedir. FID ve bulaşıcı olmayan ölçümü için kullanıldı ise ürünlerin kalitesinin analizi, TOF-MS ile gerçekleştirilmiştir. Bulaşıcı olmayan uygulama, daha yüksek olduğu için seçicilik alt tespit limiti ve eşit mol bir yanıt FID ile karşılaştırıldığında önemli bir gelişmedir.

<table><tbody><tr><td>2-Chloropyridine, 99%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>C69802</td><td>Highly toxic</td></tr><tr><td>Shale oil</td><td>Origin Colorado, US</td><td>Piceance Basin in&lt;br/&gt; Colorado, USA</td><td>Toxic</td></tr><tr><td>Pyridine, 99.8%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>270970</td><td>Highly toxic</td></tr><tr><td>Carbon Dioxide, industrial grade refrigerated liquid</td><td>PRAXAIR</td><td>CDINDLB0D</td><td>Wear safety gloves and glasses</td></tr><tr><td>Helium, 99.99%</td><td>PRAXAIR</td><td>6.0</td><td></td></tr><tr><td>Hydrogen, 99.95%</td><td>Air Liquide</td><td>695A-49</td><td>Flammable</td></tr><tr><td>Oxygen</td><td>Air Liquide</td><td>905A-49+</td><td>Flammable</td></tr><tr><td>Air</td><td>Air Liquide</td><td>365A-49X</td><td></td></tr><tr><td>Nitrogen</td><td>Air Liquide</td><td>765A-49</td><td></td></tr><tr><td>Hexane, 95+%</td><td>Chemlab</td><td>CL00.0803.9025</td><td>Toxic</td></tr><tr><td>Heptane, 99+%</td><td>Chemlab</td><td>CL00.0805.9025</td><td>Toxic</td></tr><tr><td>Nitrogen, industrial grade refrigerated liquid</td><td>PRAXAIR</td><td>P0271L50S2A001</td><td>Wear safety gloves and glasses</td></tr><tr><td>Autosampler</td><td>Thermo Scientific, Interscience</td><td>AI/AS 3000</td><td></td></tr><tr><td>High temperature 6 port/2 position valve</td><td>Valco Instruments Company Incorporated</td><td>SSACGUWT</td><td></td></tr><tr><td>Gas chromatograph</td><td>Thermo Scientific, Interscience</td><td>Trace GC ultra</td><td></td></tr><tr><td>Rafinery Gas Analyzer</td><td>Thermo Scientific, Interscience</td><td>KAV00309</td><td></td></tr><tr><td>rtx-1-PONA column</td><td>Restek Pure Chromatography</td><td>10195-146</td><td></td></tr><tr><td>BPX-50 column</td><td>SGE Analytical science</td><td>54741</td><td></td></tr><tr><td>TOF-MS</td><td>Thermo Scientific, Interscience</td><td>Tempus Plus 1.4 SR1 Finnigan</td><td></td></tr><tr><td>NCD</td><td>Agilent Technologgies</td><td>NCD 255</td><td></td></tr><tr><td>Chrom-card</td><td>Thermo Scientific, Interscience</td><td>HyperChrom 2.4.1</td><td></td></tr><tr><td>Xcalibur software</td><td>Thermo Scientific, Interscience</td><td>1.4 SR1</td><td></td></tr><tr><td>Chrom-card software</td><td>Thermo Scientific, Interscience</td><td>HyperChrom 2.7</td><td></td></tr><tr><td>GC image software</td><td>Zoex Corporation</td><td>GC image 2.3</td><td></td></tr></tbody></table>

on-line analysis of nitrogen containing compounds in complex hydrocarbon matrixes

ağır ham yağlar vardiya ve şeyl petrol gibi alternatif fosil kaynakların kullanımı petrokimya endüstrisi için bir meydan okumadır. ağır ham yağları ve şist yağı bileşimi esas itibarıyla karışımı kaynağına bağlı olarak değişiklik gösterir. Özellikle, geleneksel olarak kullanılan tatlı ham yağlarına kıyasla bileşikleri ihtiva eden bir azot yüksek miktarda içerir. azot bileşikleri coker birimleri ve buhar kraker meydana gelen termal süreçlerin işleyişi üzerinde bir etkiye sahip ve bazı türler olarak çevreye zararlı olarak kabul edilir olarak, piroliz koşullarında azot içeren bileşikler içeren reaksiyonların detaylı analizi değerli bilgiler sağlar olarak. Bu nedenle, yeni bir yöntem geliştirilmiştir ve örneğin, yüksek nitrojen içerikli, bir şist yağı ihtiva eden bir ham malzeme ile doğrulanmıştır. İlk olarak, yem bir Nitr ile birleştiğinde kapsamlı iki boyutlu gaz kromatografisi (GC × GC) ile çevrimdışı karakterize edilmiştirogen Kemiluminesan dedektörü (NCD). İkinci bir aşamada on-line analiz metodu geliştirilmiştir ve heptan içinde çözüldü, piridin beslenmesiyle buhar kırma pilot tesis test. Eski şist yağı içinde mevcut bileşiklerin en bol sınıfları için temsili bir bileşik olan. Reaktör atık bileşimi FID (zaman-of-flight kütle spektrometresi (TOF-MS), alev iyonizasyon dedektörü ile birleştiğinde GC × bir GC numunenin hemen enjeksiyonu takiben bir in-house geliştirilen otomatik numune alma sistemi ile tespit edildi ) ve NCD. Bir iç standart olarak bulaşıcı olmayan hastalıklar ve 2-kloropiridin kullanılarak azot ihtiva eden bileşikler kantitatif analizi için yeni bir yöntem geliştirilmiştir ve gösterilmiştir.

. Kromatogram, Şekil 3&#39;te verilen bir şist yağı örnek bileşikleri ihtiva eden azot karakterizasyonu için GC-bulaşıcı olmayan x isimli Üye GC kullanılarak elde edilen, aşağıdaki sınıflar tespit edilmiştir: piridinler, anilinler, kinolinler, indoller, akridin türevleri ve karbazoller. Ayrıca, tek tek bileşiklerin ayrıntılı ölçümü mümkün olmuştur. Elde edilen veriler tek tek bileşik konsantrasyonları belirlemek için kullanılmıştır v...

Watch this Scientific Journal Video about On-line Analysis of Nitrogen Containing Compounds in Complex Hydrocarbon Matrixes at JoVE.com

On-line Analysis of Nitrogen Containing Compounds in Complex Hydrocarbon Matrixes

Azot kimyasal aydınlatma kapsamlı iki boyutlu gaz kromatografisi birleştiren bir yöntem geliştirilmiş ve karmaşık bir hidrokarbon matrisi içinde azot içeren bileşiklerin on-line analiz uygulanmıştır.

Karmaşık Hidrokarbon Matrisler içinde İçeren Bileşiklerin Azot On-line Analizi

The shift to heavy crude oils and the use of alternative fossil resources such as shale oil are a challenge for the petrochemical industry. The ...

on-line-analysis-nitrogen-containing-compounds-complex-hydrocarbon

Research

JoVE Journal

Chemistry

10.7K Görüntüleme.  Ghent University.  Azot kimyasal aydınlatma kapsamlı iki boyutlu gaz kromatografisi birleştiren bir yöntem geliştirilmiş ve karmaşık bir hidrokarbon matrisi içinde azot içeren bileşiklerin on-line analiz uygulanmıştır. 

Video: On-line Analysis of Nitrogen Containing Compounds in Complex Hydrocarbon Matrixes

A General Method for Detecting Nitrosamide Formation in the In Vitro Metabolism of Nitrosamines by Cytochrome P450s

N-nitrosamines are a well-established group of environmental carcinogens, which require cytochrome P450 oxidation to exhibit activity. The accepted mechanism of metabolic activation involves formation of &#945;-hydroxynitrosamines that spontaneously decompose to DNA alkylating agents. Accumulation of DNA damage and the resulting mutations can ultimately lead to cancer. New evidence indicates that &#945;-hydroxynitrosamines can be further oxidized to nitrosamides processively by cytochrome P450s. Because nitrosamides are generally more stable than &#945;-hydroxynitrosamines and can also alkylate DNA, nitrosamides may play a role in carcinogenesis. In this report, we describe a general protocol for evaluating nitrosamide production from in vitro cytochrome P450-catalyzed metabolism of nitrosamines. This protocol utilizes a general approach to the synthesis of the relevant nitrosamides and an in vitro cytochrome P450 metabolism assay using liquid chromatography-nanospray ionization-high resolution tandem mass spectrometry for detection. This method detected N&#8242;-nitrosonorcotinine as a minor metabolite of N&#8242;-nitrosonornicotine in the example study. The method has high sensitivity and selectively due to accurate mass detection. Application of this method to a wide variety of nitrosamine-cytochrome P450 systems will help determine the generality of this transformation. Because cytochrome P450s are polymorphic and vary in activity, a better understanding of nitrosamide formation could aid in individual cancer risk assessment.

A General Method for Detecting Nitrosamide Formation in the In Vitro Metabolism of Nitrosamines by Cytochrome P450s

&#945;-hydroxylation of carcinogenic nitrosamines by cytochrome P450s is the accepted metabolic pathway that produces DNA-damaging intermediates, which cause mutations. However, new data indicates further oxidation to nitrosamides can occur. We describe a general method for detecting nitrosamides produced from in vitro cytochrome P450-catalyzed metabolism of nitrosamines.

Nitrosamide oluşumu nitrozaminler sitokrom P450s tarafından in Vitro metabolizma saptamak için bir genel yöntem

N-nitrosamines are a well-established group of environmental carcinogens, which require cytochrome P450 oxidation to exhibit activity. The accepted ...

Kanser Araştırmaları

Improved In-gel Reductive &#946;-Elimination for Comprehensive O-linked and Sulfo-glycomics by Mass Spectrometry

Separation of proteins by SDS-PAGE followed by in-gel proteolytic digestion of resolved protein bands has produced high-resolution proteomic analysis of biological samples. Similar approaches, that would allow in-depth analysis of the glycans carried by glycoproteins resolved by SDS-PAGE, require special considerations in order to maximize recovery and sensitivity when using mass spectrometry (MS) as the detection method. A major hurdle to be overcome in achieving high-quality data is the removal of gel-derived contaminants that interfere with MS analysis. The sample workflow presented here is robust, efficient, and eliminates the need for in-line HPLC clean-up prior to MS. Gel pieces containing target proteins are washed in acetonitrile, water, and ethyl acetate to remove contaminants, including polymeric acrylamide fragments. O-linked glycans are released from target proteins by in-gel reductive &#946;-elimination and recovered through robust, simple clean-up procedures. An advantage of this workflow is that it improves sensitivity for detecting and characterizing sulfated glycans. These procedures produce an efficient separation of sulfated permethylated glycans from non-sulfated (sialylated and neutral) permethylated glycans by a rapid phase-partition prior to MS analysis, and thereby enhance glycomic and sulfoglycomic analyses of glycoproteins resolved by SDS-PAGE.

In order to comprehensively explore the diversity of O-linked glycans, a new procedure for in-gel reductive &#946;-elimination, combined with permethylation and a rapid phase-partition method, is applied to the analysis of O-linked glycans directly released from glycoproteins resolved by SDS-PAGE and amenable to subsequent glycomic analysis by mass spectrometry.

Kütle spektrometresi ile In-jel Geliştirilmiş İndirgemeli β-Eleme Kapsamlı O-bağlı ve için Sulfo-Glikomik

Separation of proteins by SDS-PAGE followed by in-gel proteolytic digestion of resolved protein bands has produced high-resolution proteomic analysis of ...

Kimya

Analysis of Volatile and Oxidation Sensitive Compounds Using a Cold Inlet System and Electron Impact Mass Spectrometry

This video presents a protocol for the mass spectrometrical analysis of volatile and oxidation sensitive compounds using electron impact ionization. The analysis of volatile and oxidation sensitive compounds by mass spectrometry is not easily achieved, as all state-of-the-art mass spectrometric methods require at least one sample preparation step, e.g., dissolution and dilution of the analyte (electrospray ionization), co-crystallization of the analyte with a matrix compound (matrix-assisted laser desorption/ionization), or transfer of the prepared samples into the ionization source of the mass spectrometer, to be conducted under atmospheric conditions. Here, the use of a sample inlet system is described which enables the analysis of volatile metal organyls, silanes, and phosphanes using a sector field mass spectrometer equipped with an electron impact ionization source. All sample preparation steps and the sample introduction into the ion source of the mass spectrometer take place either under air-free conditions or under vacuum, enabling the analysis of compounds highly susceptible to oxidation. The presented technique is especially of interest for inorganic chemists, working with metal organyls, silanes, or phosphanes, which have to be handled using inert conditions, such as the Schlenk technique. The principle of operation is presented in this video.

This video presents a protocol for the mass spectrometrical analysis of volatile and oxidation sensitive compounds using electron impact ionization. The presented technique is especially of interest for inorganic chemists, working with metal organyls, silanes, or phosphanes which have to be handled using inert conditions, such as the Schlenk technique.

Soğuk Giriş Sistemi ve Electron Impact Kütle Spektrometresi kullanarak Uçucu ve Oksidasyon Hassas Bileşiklerin Analizi

This video presents a protocol for the mass spectrometrical analysis of volatile and oxidation sensitive compounds using electron impact ionization. The ...

Automated, High-resolution Mobile Collection System for the Nitrogen Isotopic Analysis of NOx

Nitrogen oxides (NOx = NO + NO2) are a family of atmospheric trace gases that have great impact on the environment. NOx concentrations directly influence the oxidizing capacity of the atmosphere through interactions with ozone and hydroxyl radicals. The main sink of NOx is the formation and deposition of nitric acid, a component of acid rain and a bioavailable nutrient. NOx is emitted from a mixture of natural and anthropogenic sources, which vary in space and time. The collocation of multiple sources and the short lifetime of NOx make it challenging to quantitatively constrain the influence of different emission sources and their impacts on the environment. Nitrogen isotopes of NOx have been suggested to vary amongst different sources, representing a potentially powerful tool to understand the sources and transport of NOx. However, previous methods of collecting atmospheric NOx integrate over long (week to month) time spans and are not validated for the efficient collection of NOx in relevant, diverse field conditions. We report on a new, highly efficient field-based system that collects atmospheric NOx for isotope analysis at a time resolution between 30 min and 2 hr. This method collects gaseous NOx in solution as nitrate with 100% efficiency under a variety of conditions. Protocols are presented for collecting air in urban settings under both stationary and mobile conditions. We detail the advantages and limitations of the method and demonstrate its application in the field. Data from several deployments are shown to 1) evaluate field-based collection efficiency by comparisons with in situ NOx concentration measurements, 2) test the stability of stored solutions before processing, 3) quantify in situ reproducibility in a variety of urban settings, and 4) demonstrate the range of N isotopes of NOx detected in ambient urban air and on heavily traveled roadways.

Automated, High-resolution Mobile Collection System for the Nitrogen Isotopic Analysis of NOx

Previous work suggests that the nitrogen isotopic composition of atmospheric nitrogen oxides might distinguish the influence of different sources in the environment. We report on an automated, mobile, field-based method for the high collection efficiency of atmospheric NOx for N isotopic analysis at an hourly time resolution.

Yüksek çözünürlüklü Mobil Toplama Sistemi NO Azot İzotop Analizi için, Otomatik<sub&gt; X</sub

Nitrogen oxides (NOx = NO + NO2) are a family of atmospheric trace gases that have great impact on the environment. NOx concentrations directly influence ...

Çevre

Single-throughput Complementary High-resolution Analytical Techniques for Characterizing Complex Natural Organic Matter Mixtures

Natural organic matter (NOM) is composed of a highly complex mixture of thousands of organic compounds which, historically, proved difficult to characterize. However, to understand the thermodynamic and kinetic controls on greenhouse gas (carbon dioxide [CO2] and methane [CH4]) production resulting from the decomposition of NOM, a molecular-level characterization coupled with microbial proteome analyses is necessary. Further, climate and environmental changes are expected to perturb natural ecosystems, potentially upsetting complex interactions that influence both the supply of organic matter substrates and the microorganisms performing the transformations. A detailed molecular characterization of the organic matter, microbial proteomics, and the pathways and transformations by which organic matter is decomposed will be necessary to predict the direction and magnitude of the effects of environmental changes. This article describes a methodological throughput for comprehensive metabolite characterization in a single sample by direct injection Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (FTICR-MS), gas chromatography mass spectrometry (GC-MS), nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, liquid chromatography mass spectrometry (LC-MS), and proteomics analysis. This approach results in a fully-paired dataset which improves statistical confidence for inferring pathways of organic matter decomposition, the resulting CO2 and CH4 production rates, and their responses to environmental perturbation. Herein we present results of applying this method to NOM samples collected from peatlands; however, the protocol is applicable to any NOM sample (e.g., peat, forested soils, marine sediments, etc.).

This protocol describes a single throughput for complementary analytical and omics techniques culminating in a fully-paired characterization of natural organic matter and microbial proteomics in different ecosystems. This approach permits robust comparisons for identifying metabolic pathways and transformations important for describing greenhouse gas production and predicting responses to environmental change.

Karmaşık doğal organik madde karışımları karakterize için tek işlem hacmi tamamlayıcı yüksek çözünürlüklü analitik teknikler

Natural organic matter (NOM) is composed of a highly complex mixture of thousands of organic compounds which, historically, proved difficult to ...

Analysis of Complex Molecules and Their Reactions on Surfaces by Means of Cluster-Induced Desorption/Ionization Mass Spectrometry

Desorption/Ionization Induced by Neutral SO2 Clusters (DINeC) is employed as a very soft and efficient desorption/ionization technique for mass spectrometry (MS) of complex molecules and their reactions on surfaces. DINeC is based on a beam of SO2 clusters impacting on the sample surface at low cluster energy. During cluster-surface impact, some of the surface molecules are desorbed and ionized via dissolvation in the impacting cluster; as a result of this dissolvation-mediated desorption mechanism, low cluster energy is sufficient and the desorption process is extremely soft. Both surface adsorbates and molecules of which the surface is composed of can be analyzed. Clear and fragmentation-free spectra from complex molecules such as peptides and proteins are obtained. DINeC does not require any special sample preparation, in particular no matrix has to be applied. The method yields quantitative information on the composition of the samples; molecules at a surface coverage as low as 0.1 % of a monolayer can be detected. Surface reactions such as H/D exchange or thermal decomposition can be observed in real-time and the kinetics of the reactions can be deduced. Using a pulsed nozzle for cluster beam generation, DINeC can be efficiently combined with ion trap mass spectrometry. The matrix-free and soft nature of the DINeC process in combination with the MSn capabilities of the ion trap allows for very detailed and unambiguous analysis of the chemical composition of complex organic samples and organic adsorbates on surfaces.

Neutral SO2 clusters of low kinetic energy (&#60; 0.8 eV/constituent) are used to desorb complex surface molecules such as peptides or lipids for further analysis by means of mass spectrometry using an ion trap mass spectrometer. No special sample preparation is required, and real-time observation of reactions is possible.

Kümelenme Sonucu Desorpsiyon/İyonlaşma Kütle Spektrometresi Yoluyla Karmaşık Moleküllerin ve Yüzeylerdeki Reaksiyonlarının Analizi

Desorption/Ionization Induced by Neutral SO2 Clusters (DINeC) is employed as a very soft and efficient desorption/ionization technique for mass ...

Nitrogen Compound Characterization in Fuels by Multidimensional Gas Chromatography

Certain nitrogen-containing compounds can contribute to fuel instability during storage. Hence, detection and characterization of these compounds is crucial. There are significant challenges to overcome when measuring trace compounds in a complex matrix such as fuels. Background interferences and matrix effects can create limitations to routine analytical instrumentation, such as GC-MS. In order to facilitate specific and quantitative measurements of trace nitrogen compounds in fuels, a nitrogen-specific detector is ideal. In this method, a nitrogen chemiluminescence detector (NCD) is used to detect nitrogen compounds in fuels. NCD utilizes a nitrogen-specific reaction that does not involve the hydrocarbon background. Two-dimensional (GCxGC) gas chromatography is a powerful characterization technique as it provides superior separation capabilities to one-dimensional gas chromatography methods. When GCxGC is paired with a NCD, the problematic nitrogen compounds found in fuels can be extensively characterized without background interference. The method presented in this manuscript details the process for measuring different nitrogen-containing compound classes in fuels with little sample preparation. Overall, this GCxGC-NCD method has been shown to be a valuable tool to enhance the understanding of the chemical composition of nitrogen-containing compounds in fuels and their impact on fuel stability. The % RSD for this method is &#60;5% for intraday and &#60;10% for interday analyses; the LOD is 1.7 ppm and the LOQ is 5.5 ppm.

Here, we present a method utilizing two-dimensional gas chromatography and nitrogen chemiluminescence detection (GCxGC-NCD) to extensively characterize the different classes of nitrogen-containing compounds in diesel and jet fuels.

Çok Boyutlu Gaz Kromatografisi ile Yakıtlarda Azot Bileşik Karakterizasyonu

Certain nitrogen-containing compounds can contribute to fuel instability during storage. Hence, detection and characterization of these compounds is ...

Workflow Based on the Combination of Isotopic Tracer Experiments to Investigate Microbial Metabolism of Multiple Nutrient Sources

Studies in the field of microbiology rely on the implementation of a wide range of methodologies. In particular, the development of appropriate methods substantially contributes to providing extensive knowledge of the metabolism of microorganisms growing in chemically defined media containing unique nitrogen and carbon sources. In contrast, the management through metabolism of multiple nutrient sources, despite their broad presence in natural or industrial environments, remains virtually unexplored. This situation is mainly due to the lack of suitable methodologies, which hinders investigations.
We report an experimental strategy to quantitatively and comprehensively explore how metabolism operates when a nutrient is provided as a mixture of different molecules, i.e., a complex resource. Here, we describe its application for assessing the partitioning of multiple nitrogen sources through the yeast metabolic network. The workflow combines information obtained during stable isotope tracer experiments using selected 13C- or 15N-labeled substrates. It first consists of parallel and reproducible fermentations in the same medium, which includes a mixture of N-containing molecules; however,a selected nitrogen source is labeled each time. A combination of analytical procedures (HPLC, GC-MS) is implemented to assess the labeling patterns of targeted compounds and to quantify the consumption and recovery of substrates in other metabolites. An integrated analysis of the complete dataset provides an overview of the fate of consumed substrates within cells. This approach requires an accurate protocol for the collection of samples&#8211;facilitated by a robot-assisted system for online monitoring of fermentations&#8211;and the achievement of numerous time-consuming analyses. Despite these constraints, it allowed understanding, for the first time, the partitioning of multiple nitrogen sources throughout the yeast metabolic network. We elucidated the redistribution of nitrogen from more abundant sources toward other N-compounds and determined the metabolic origins of volatile molecules and proteinogenic amino acids.

This protocol describes an experimental procedure to quantitatively and comprehensively investigate the metabolism of multiple nutrient sources. This workflow, based on a combination of isotopic tracer experiments and an analytical procedure, allows the fate of consumed nutrients and the metabolic origin of molecules synthetized by microorganisms to be determined.

Birden çok besin kaynaklarının mikrobiyal metabolizma araştırmaya izotopik izleyici deneyler kombinasyonuna göre iş akışı

Studies in the field of microbiology rely on the implementation of a wide range of methodologies. In particular, the development of appropriate methods ...

Biyomühendislik

MALDI-Mass Spectrometric Imaging for the Investigation of Metabolites in Medicago truncatula Root Nodules

Most techniques used to study small molecules, such as pharmaceutical drugs or endogenous metabolites, employ tissue extracts which require the homogenization of the tissue of interest that could potentially cause changes in the metabolic pathways being studied1. Mass spectrometric imaging (MSI) is a powerful analytical tool that can provide spatial information of analytes within intact slices of biological tissue samples1-5. This technique has been used extensively to study various types of compounds including proteins, peptides, lipids, and small molecules such as endogenous metabolites. With matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI)-MSI, spatial distributions of multiple metabolites can be simultaneously detected. Herein, a method developed specifically for conducting untargeted metabolomics MSI experiments on legume roots and root nodules is presented which could reveal insights into the biological processes taking place. The method presented here shows a typical MSI workflow, from sample preparation to image acquisition, and focuses on the matrix application step, demonstrating several matrix application techniques that are useful for detecting small molecules. Once the MS images are generated, the analysis and identification of metabolites of interest is discussed and demonstrated. The standard workflow presented here can be easily modified for different tissue types, molecular species, and instrumentation.

MALDI-Mass Spectrometric Imaging for the Investigation of Metabolites in Medicago truncatula Root Nodules

Mass spectrometric imaging (MSI) is a powerful tool that can be used to discover and identify various chemical species in intact tissues, preserving the compounds in their native environments, which can provide new insights into biological processes. Herein a MSI method developed for the analysis of small molecules is described.&#160;

Metabolitlerdeki Soruşturma MALDI-Kütle Spektrometrik Görüntüleme<em&gt; Medicago truncatula</em&gt; Kök Nodüller

Most techniques used to study small molecules, such as pharmaceutical drugs or endogenous metabolites, employ tissue extracts which require the ...

Biyoloji

Carbon and Nitrogen Analysis of Environmental Samples

Source: Laboratories of Margaret Workman and Kimberly Frye - Depaul University
Elemental Analysis is a method used to determine elemental composition of a material. In environmental samples such as soils, scientists are particularly interested in the amounts of two ecologically important elements, nitrogen and carbon. Elemental analysis by the flash combustion technique works by oxidizing the sample with a catalyst through combustion in a high-temperature chamber. The products of combustion are then reduced to N2 and CO2 and detected with a thermal conductivity detector.
Unlike other methods for total nitrogen determination (Kjeldahl method) and total carbon determination (Walkley-Black, Heanes or Leco methods), the flash combustion technique does not use toxic chemicals and is therefore much safer to use.
This video will demonstrate combustion-based elemental analysis using the Flash EA 1112 instrument from Thermo Fisher Scientific.

Source: Laboratories of Margaret Workman and Kimberly Frye - Depaul University
Elemental Analysis is a method used to determine elemental composition of a ...

Karmaşık Hidrokarbon Matrisler içinde İçeren Bileşiklerin Azot On-line Analizi

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler