^A Cỡ mẫu và tỷ lệ chia dòng phải được điều chỉnh sao cho các oxygenat nằm trong khoảng từ 0,1 đến 20 % khối lượng phải được rửa giải khỏi cột và đo tuyến tính tại detector. Mỗi một phòng thí nghiệm phải thiết lập và giám sát các điều kiện cần thiết để duy trì đường tuyến tính với thiết bị riêng biệt. Độ không tuyến tính dễ gặp phải khi dùng OFID với mẫu chứa các oxygenat riêng biệt ở mức cao. Có thể điều hòa hiện tượng này bằng cách giảm cỡ mẫu, tăng tỷ lệ chia dòng, hoặc pha loãng mẫu thử với xăng không chứa oxygenat. Cỡ mẫu 0,5 mL và tỷ lệ chia dòng 100:1 đã được sử dụng thành công trong phần lớn các trường hợp.

Bảng 2 - Thời gian lưu của các oxygenat, hệ số phản ứng tương đối và khối lượng phân tử (các điều kiện như trong Bảng 1)

Hợp chất

Thời gian lưu, min

Khối lượng phân tử

Hệ số phản hồi tương đối ^{A, B}

Hệ số phản hồi tương đối ^{A, B, C}

Oxy hòa tan

5,33

...

...

...

D

D

Nước

5,89

18,0

D

D

Methanol

6,45

...

...

...

0,70

0,98

Ethanol

7,71

46,1

0,99

0,97

Isopropanol

8,97

...

...

...

1,28

0,96

tert - butanol

10,19

74,1

1,63

0,99

n - propanol

11,76

...

...

...

1,30

0,98

MTBE

12,73

88,2

1,90

0,97

sec - butanol

13,92

...

...

...

1,59

0,97

DIPE

14,53

102,2

2,26

1,00

Isobutanol

15,32

...

...

...

1,64

0,99

ETBE

15,49

102,2

2,25

0,99

tert - pentanol

15,97

...

...

...

2,03

1,04

1,2 - di methoxyethan

16,57

90,1

1,00

1,00

n - butanol

17,07

...

...

...

1,69

1,03

TAME

18,23

102,2

2,26

1,00

^A trên cơ sở % khối lượng hợp chất oxygenat cơ bản

^B tương đương với 1,2 - di methoxyethan

...

...

...

^D % không xác định

10.2. Chuẩn bị các mẫu hiệu chuẩn - Các mẫu hiệu chuẩn được chuẩn bị định lượng theo ASTM D 4307 bằng cách pha các lượng đã biết các hợp chất oxygenat hữu cơ (như liệt kê tại 8.2) với một lượng đã biết chất nội chuẩn và sau đó pha loãng bằng xăng không chứa oxygenat đến khối lượng đã định. Các mẫu hiệu chuẩn nên chứa các oxygenat giống như các oxygenat dự kiến có trong mẫu thử nghiệm và với các nồng độ tương tự như dự kiến. Trước khi pha các chất chuẩn, cần xác định độ tinh khiết của oxygenat gốc và nếu phát hiện thấy tạp chất thì phải hiệu chính. Nếu có thể, nên sử dụng oxygenat gốc có độ tinh khiết ít nhất là 99,9 %. Hiệu chính độ tinh khiết các thành phần đối với hàm lượng nước xác định theo ASTM D 1744 hoặc ASTM E 1064. Các chất chuẩn kiểm tra kiểm soát chất lượng có thể được pha từ các oxygenat gốc giống nhau và thực hiện pha bởi cùng một thí nghiệm viên. Các chất chuẩn kiểm tra kiểm soát chất lượng phải được chuẩn bị từ các mẻ riêng rẽ của các dung dịch chuẩn pha loãng cuối cùng.

CHÚ THÍCH 1: Các điều kiện vận hành theo Bảng 1.

Hình 2 - Sắc phổ của một hỗn hợp oxygenat

10.2.1. Cân trừ bì bình thủy tinh chứa mẫu và nắp bình gồm cả phần đệm làm kín bằng cao su phủ PTFE. Chuyển lượng oxygenat vào bình chứa mẫu và ghi lại khối lượng oxygenat chính xác đến 0,1 mg. Lặp lại quy trình này khi cho thêm bất kỳ oxygenat đang xét nào vào mẫu trừ chất nội chuẩn. Thêm xăng không chứa oxygenat vào để pha loãng dung dịch các oxygenat đến nồng độ mong muốn. Ghi lại khối lượng của xăng đã thêm chính xác đến 0,1 mg. Xác định và ghi nhãn chuẩn theo % khối lượng của từng oxygenat thêm vào. Các chuẩn này không được vượt quá 20 % khối lượng của bất kỳ chất tinh khiết thành phần nào vì nguy cơ tiềm ẩn của hydrocarbon làm gián đoạn hoặc làm mất hăn độ tuyến tính hiệu chuẩn hoặc làm xảy ra cả hai trường hợp đã nêu. Để giảm thiểu bay hơi các thành phần nhẹ, cần tiến hành làm lạnh tất cả các hóa chất và xăng dùng để pha các dung dịch chuẩn.

10.2.2. Cân trừ bì bình thủy tinh chứa mẫu và nắp bình gồm cả phần đệm làm kín bằng cao su phủ PTFE và và lượng chứa trong bình đã chuẩn bị theo 10.2.1. Thêm một lượng chất nội chuẩn (ví dụ 1,2 - dimethoxyethan) vào bình và ghi lại khối lượng chính xác đến 0,1 mg. Khối lượng chất nội chuẩn nên trong khoảng từ 2 % đến 6 % khối lượng mẫu hiệu chuẩn.

10.2.3. Đảm bảo rằng dung dịch chuẩn sau khi pha được trộn thật kỹ. Chuyển khoảng 2 mL dung dịch chuẩn vào lọ nhỏ tương thích với dụng cụ lấy mẫu tự động nếu thiết bị đó được dùng.

10.2.4. Phải chuẩn bị ít nhất năm nồng độ cho từng oxygenate dự kiến có trong mẫu xăng. Các dung dịch chuẩn phải có khoảng cách bằng nhau trong trong phạm vi xét và có thể chứa nhiều hơn một oxygenat. Cần có mẫu trắng không chứa oxygenat để đánh giá nồng độ zero. Nên chuẩn bị cả các chuẩn bổ sung cho oxygenat khác có liên quan.

...

...

...

10.3. Phép chuẩn hóa - Chạy các mẫu hiệu chuẩn và thiết lập đường chuẩn bằng cách thiết lập một phương trình bình phương tối thiểu khớp với tỷ số giữa các tỷ số phản hồi của oxygenat và tỷ số lượng của chúng theo cách như sau

10.3.1. Cách tính hệ số phản hồi (rsp_s):

rsp_s = (A_s/A_i)                        (3)

Trong đó:

A_s diện tích pic của hợp chất oxy thử nghiệm trong mẫu hiệu chuẩn, và

A_i diện tích pic của chuẩn nội trong mẫu hiệu chuẩn,

và tỷ số khối lượng (amt_s):

atm_s = (W_s/W_i)                       (4)

Trong đó:

...

...

...

W_i khối lượng chuẩn nội trong mẫu hiệu chuẩn, tính bằng gam,

đối với từng mức oxygenat, s

10.3.2. Với từng oxygenat, s, tập hợp hiệu chuẩn, thu được phương trình bậc hai bình phương tối thiểu thích hợp theo công thức sau (bắt buộc thông qua nguồn gốc):

rsp_s = (b₀) (amt_s) + b₁ (amt_s)²                     (5)

Trong đó:

rsp_s hệ số phản hồi của oxygenat s (y-axis),

b₀ hệ số hồi quy tuyến tính của oxygenat s,

atm_s tỷ số khối lượng oxygenat s (x-axis), và

b₁ hệ số hồi quy của phương trình bậc hai.

...

...

...

Tỷ số khối lượng

Hình 3 - Ví dụ phương trình bậc hai bình phương tối thiểu thích hợp của MTBE

11. Cách tiến hành

11.1. Giữ mẫu lạnh cho đến khi mọi điều kiện sẵn sàng để thực hiện phân tích. Đưa mẫu về nhiệt độ phòng trước khi phân tích.

11.2. Cân vật chứa mẫu và nắp đậy vật chứa mẫu đệm cao su phủ PTFE. Chuyển 1 g đến 10 g mẫu vào bình và đậy nắp kín mẫu ngay lập tức. Cân khối lượng của bình chứa mẫu và mẫu chính xác đến 0,1 mg và ghi lại khối lượng của mẫu thử.

11.3. Trừ bì bình chứa mẫu và mẫu, sau đó bơm qua màng cao su một thể tích chất nội chuẩn đúng loại đã sử dụng để chuẩn bị các dung dịch chuẩn. Ghi lại khối lượng của chất nội chuẩn đã bơm vào chính xác đến 0,1 mg. Khối lượng của nội chuẩn nên nằm trong khoảng từ 2 % đến 6 % mẫu thử nhưng không ít hơn 50 mg.

11.4. Đảm bảo rằng mẫu (xăng đã thêm chất nội chuẩn) được khuấy trộn kỹ. Chuyển một phần mẫu nhỏ của dung dịch vào lọ tương thích với dụng cụ lấy mẫu tự động nếu thiết bị đó được dùng. Đậy kín lọ bằng nắp có đệm PTFE lót bên trong.

11.5. Bơm một lượng mẫu thích hợp (0,1 mL đến 10 mL) có chứa chuẩn nội vào trong máy sắc ký sử dụng cùng kỹ thuật và cỡ mẫu như đã sử dụng với các chuẩn hiệu chuẩn. Cỡ phần mẫu thử không được vượt quá dung tích của cột hoặc đường tuyến tính của detector.

...

...

...

12. Tính và báo cáo kết quả

12.1. Tính toán % khối lượng của từng oxygenat đã hiệu chuẩn như sau:

12.1.1. Sau khi nhận biết được các oxygenat khác nhau bằng thời gian lưu, thu được các diện tích của tất cả các pic oxygenat đã hiệu chuẩn và diện tích pic của chất nội chuẩn. Dùng công thức 3 (10.3.1) để tính tỷ số diện tích phản hồi (rsp_s)

12.1.2. Tính tỷ số khối lượng (atm_s) của từng oxygenat hiệu chuẩn trong mẫu xăng bằng cách thay thế tỷ số phản hồi của oxygenat đó (rsp_s) và hệ số đường cong hiệu chuẩn phương trình bậc hai vào công thức 5 (10.3.1) để tính.

12.1.3. Áp dụng công thức 6 để xác định % khối lượng của từng oxygenat hiệu chuẩn.

W_s = (amt_s)(W_i)(100%)/W_g

Trong đó:

W_s % khối lượng của oxygenat trong mẫu xăng,

amt_s tỷ số lượng của oxygenat được xác định trong 12.1.2,

...

...

...

W_g khối lượng của mẫu xăng, tính bằng gam.

12.1.4. Nếu % khối lượng của bất kỳ oxygenat nào vượt quá dải hiệu chuẩn thì dùng xăng không chứa oxygenat pha loãng một cách định lượng phần mẫu ban đầu đến nồng độ trong dải hiệu chuẩn và phân tích mẫu pha loãng Điều 11 và 12.1. Hiệu chính tất cả các giá trị % khối lượng oxygenat bằng cách nhân với hệ số pha loãng.

12.2. Tính toán tổng % khối lượng qui ra MBTE của các oxygenat không được hiệu chuẩn như sau:

12.2.1. Lấy tổng các diện tích pic của các oxygenat không được hiệu chuẩn có mặt trong mẫu. Không bao gồm các diện tích pic sinh ra do oxy, nước và chất nội chuẩn hòa tan trong mẫu. Dùng công thức 3 (10.3.1) để tính tỷ số phản hồi (rsp_s) đối với các diện tích pic đã lấy tổng của các oxygenat không được hiệu chuẩn.

12.2.2. Tính tỷ số khối lượng (amt_s) các oxygenat không được hiệu chuẩn trong xăng bằng cách thay thế tỷ số phản hồi (xác định trong 12.2.1) và hệ số của đường hiệu chuẩn MTBE vào công thức 5 (10.3.1) để tính.

12.2.3. Áp dụng công thức 6 (12.1.3) để xác định % khối lượng qui ra MTBE của các oxygenat không được hiệu chuẩn.

12.3. Cách tính tổng % khối lượng oxy trong mẫu xăng như sau:

12.3.1. Thực hiện phép đổi % khối lượng của từng oxygenat hiệu chuẩn thành % khối lượng oxy và tính tổng % khối lượng oxy tính theo công thức sau:

...

...

...

trong đó

O_cal tổng % khối lượng oxy từ các oxygenat hiệu chuẩn,

W_s % khối lượng từng oxygenat được xác định theo công thức 6,

N_s số lượng nguyên tử oxy trong phân tử oxygenat,

M_s khối lượng phân tử oxygenat đưa ra trong Bảng 2, và

16,0 khối lượng nguyên tử oxy.

12.3.2. Thực hiện phép đổi tổng % khối lượng qui ra MTBE của các oxygenat không được hiệu chuẩn thành % khối lượng oxy theo công thức sau:

...

...

...

O_uncal tổng % khối lượng oxy từ các oxygenat không được hiệu chuẩn,

W_su % khối lượng MTBE tương đương được của các oxygenat không được hiệu chuẩn,

N_s số lượng nguyên tử oxy trong phân tử MTBE,

M_s khối lượng phân tử MTBE đưa ra trong Bảng 2, và

16,0 khối lượng nguyên tử oxy.

12.3.3. Tính tổng % khối lượng oxy trong mẫu xăng bằng cách lấy tổng đóng góp từ các thành phần oxygenate hiệu chuẩn và các oxygenat không được hiệu chuẩn

O_tot = O_cal + O_uncal                                   (10)

12.4. Báo cáo % khối lượng oxygenat của từng oxygenat hiệu chuẩn chính xác đến 0,01 %. Báo cáo tổng % khối lượng oxy trong mẫu xăng chính xác đến 0,1 %

13. Kiểm tra kiểm soát chất lượng

...

...

...

13.1.1. Độ lặp lại trong phòng thí nghiệm:

13.1.1.1. Chuẩn bị mẫu kiểm tra kiểm soát chất lượng từ các oxygenat gốc tương tự được chuẩn bị trong 10.2 và nằm trong khoảng đưa ra ở 13.1.1.4

13.1.1.2. Tiến hành chuẩn bị và phân tích đúp các chất chuẩn kiểm tra kiểm soát chất lượng theo tần suất một lần trên một lô phân tích hoặc ít nhất là một lần trên 10 mẫu phân tích chọn phương án có tần suất lớn hơn trong hai phương án đã nêu.

13.1.1.3. Thực hiện lặp lại đúp đối với tất cả các bước chuẩn bị mẫu một cách độc lập.

13.1.1.4. Phạm vi các mẫu đúp phải nhỏ hơn các giới hạn sau:

Oxygenat

Nồng độ, % khối lượng

Khoảng giới hạn trên, % khối lượng

Methanol

...

...

...

0,010 + 0,043 C

Methanol

1,00 - 12,00

0,053 C

Ethanol

1,00 - 12,00

0,053 C

MTBE

0,20 - 20,00

...

...

...

DIPE

1,00 - 20,00

0,048 C

ETBE

1,00 - 20,00

0,074 C

TAME

1,00 - 20,00

0,060 C

...

...

...

C = (C₀ + C_d)/2

R = |C₀ - C_d|

C₀ nồng độ mẫu chính, và

C_d nồng độ mẫu lặp lại

13.1.2. Nếu vượt quá các giới hạn thì các nguyên nhân gây lỗi trong phân tích phải được xác định, được hiệu chỉnh và tất cả các phép phân tích tiếp theo bao gồm cả phép phân tích lặp lại lần cuối được xác nhận là nằm trong giới hạn phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật thì phải được lặp lại.

13.2. Độ chính xác trong phòng thí nghiệm

13.2.1. Nếu mẫu kiểm tra kiểm soát chất lượng có nồng độ vượt ra ngoài khoảng 100,0 % ± 6 % so với nồng độ lý thuyết tính cho một oxygenat đã chọn và mức vượt ra ngoài khoảng lớn hơn hoặc bằng 1 % khối lượng thì các nguyên nhân gây lỗi trong phân tích phải được xác định, được hiệu chỉnh và tất cả các phép phân tích tiếp theo bao gồm cả phép phân tích lặp lại lần cuối được xác nhận là nằm trong giới hạn phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật thì phải được lặp lại.

13.2.2. Các chất chuẩn đối chứng độc lập có thể được mua hoặc được chuẩn bị từ các hóa chất độc lập với các chất chuẩn kiểm tra chất lượng, và không nên để chúng được chuẩn bị bởi cùng một thí nghiệm viên. Do các giới hạn yêu cầu kỹ thuật được liệt kê tại 13.2.2.2, nồng độ của mẫu chuẩn phải nằm trong khoảng được đưa ra trong 13.1.1.4.

13.2.2.1. Các chuẩn đối chứng độc lập phải được phân tích theo tần suất một lần trên một lô phân tích hoặc ít nhất là một lần trên 100 mẫu, chọn phương án có tần suất lớn hơn trong hai phương án đã nêu.

...

...

...

13.3. Các biểu đồ kiểm soát được dùng để giám sát sự biến đổi các phép đo từ mẫu kiểm tra kiểm soát chất lượng và chuẩn đối chứng độc lập để phát hiện vị trí khác thường và đảm bảo quy trình đo ổn định theo cách tối ưu nhất.

14. Độ chụm và độ chệch

14.1. Dữ liệu thu được từ 10 phòng thí nghiệm quay vòng phép đo 13 oxygenat trong 12 mẫu xăng được kiểm tra. Độ chụm của phương pháp thử này được xác định bằng thống kê kiểm tra kết quả thử liên phòng thử nghiệm trên cơ sở dùng 1,2 - di methoxyethan làm chất nội chuẩn như sau:

14.1.1. Độ lặp lại - Chênh lệch giữa hai kết quả thử liên tiếp nhận được do cùng một thí nghiệm viên tiến hành trên cùng một thiết bị, dưới các điều kiện thử không đổi, trên cùng một mẫu thử, trong một thời gian dài với thao tác bình thường và chính xác của phương pháp thử này, chỉ một trong 20 trường hợp được vượt các giá trị sau (xem Bảng 3).

Độ lặp lại của oxygenat trong xăng

Thành phần

Độ lặp lại

Metanol (MeOH)

0,07 (X^0,49)^A

...

...

...

0,03 (X^0,92)

Iso - propanol (iPA)

0,04 (X^0,54)

tert - butanol (tBA)

0,05 (X^0,65)

n - propanol (nPA)

0,04 (X^0,35)

MTBE

0,05 (X^0,58)

...

...

...

0,03 (X^0,54)

DIPE

0,05 (X^0,65)

Iso - butanol (iBA)

0,03 (X^0,79)

ETBE

0,04 (X^0,86)

tert - penanol (tAA)

0,05 (X^0,41)

...

...

...

0,06 (X^0,46)

TAME

0,04 (X^0,58)

Tổng lượng oxy

0,03 (X^0,93)

^A X là % khối lượng thành phần.

14.1.2. Độ tái lập - Chênh lệch giữa hai kết quả thử độc lập, nhận được do hai thí nghiệm viên khác nhau làm việc trong hai phòng thử nghiệm khác nhau, trên cùng một mẫu thử, trong một thời gian dài, chỉ một trong 20 trường hợp được vượt các giá trị sau (xem Bảng 3).

Độ tái lập oxygenat trong xăng

Thành phần

...

...

...

Methanol (MeOH)

0,25 (X^0,86)^A

Ethanol (EtOH)

0,27 (X^0,80)

iso - propanol (iPA)

0,21 (X^0,71)

tert - butanol (tBA)

0,20 (X^0,80)

n - propanol (nPA)

...

...

...

MTBE

0,10 (X^0,95)

sec - butanol (sBA)

0,17 (X^0,73)

DIPE

0,16 (X^0,71)

Iso - butanol (iBA)

0,19 (X^0,83)

ETBE

...

...

...

tert - penanol (tAA)

0,18 (X^0,55)

n - butanol (nBA)

0,22 (X^0,30)

TAME

0,24 (X^0,69)

Tổng lượng oxy

0,13 (X^0,83)

^A X là % khối lượng thành phần.

...

...

...

Bảng 3 - Khoảng độ chụm được xác định từ nghiên cứu hợp tác dữ liệu độ lặp lại

Độ lặp lại

Thành phần, Wt %

MeOH

EtOH

iPA

tBA

nPA

MTBE

...

...

...

DIPE

iBA

ETBE

tAA

nBA

TAME

Tổng lượng oxy

0,20

0,03

...

...

...

0,02

0,02

0,02

0,02

0,01

0,02

0,01

0,01

0,03

...

...

...

0,02

....

0,50

0,05

0,02

0,03

0,03

0,03

0,03

...

...

...

0,03

0,02

0,01

0,04

0,04

0,03

....

1,00

0,07

...

...

...

0,04

0,05

0,04

0,05

0,03

0,05

0,03

0,04

0,05

...

...

...

0,04

0,03

2,00

0,10

0,06

0,06

0,08

0,05

0,07

...

...

...

0,08

0,05

0,07

0,07

0,08

0,06

0,06

3,00

0,12

...

...

...

0,07

0,10

0,06

0,09

0,05

0,10

0,07

0,10

0,08

...

...

...

0,08

0,08

4,00

0,13

0,11

0,08

0,12

0,06

0,11

...

...

...

0,12

0,09

0,13

0,09

0,11

0,09

0,11

5,00

0,15

...

...

...

0,09

0,14

0,07

0,13

0,07

0,14

0,11

0,16

0,10

...

...

...

0,10

0,13

6,00

0,17

0,16

0,10

0,16

0,07

0,14

...

...

...

0,16

0,12

0,19

0,10

0,14

0,11

....

10,00

0,22

...

...

...

0,14

0,22

0,09

0,19

0,10

0,22

0,18

0,29

0,13

...

...

...

0,15

....

12,00

0,24

0,29

0,15

0,25

0,09

0,2

...

...

...

0,25

0,21

0,34

0,14

0,19

0,17

....

14,00

….

...

...

...

....

....

....

0,23

....

0,28

....

0,39

....

...

...

...

0,18

....

16,00

....

....

....

....

....

0,25

...

...

...

0,30

....

0,43

....

....

0,20

....

20,00

....

...

...

...

....

....

....

0,28

....

0,35

....

0,53

....

...

...

...

0,23

....

Độ tái lập

Thành phần, Wt %

MeOH

EtOH

iPA

tBA

...

...

...

MTBE

sBA

DIPE

iBA

ETBE

tAA

nBA

TAME

Tổng lượng oxy

...

...

...

0,06

0,07

0,06

0,05

0,04

0,02

0,05

0,05

0,05

...

...

...

0,07

0,14

0,08

….

0,50

0,14

0,16

0,13

0,11

...

...

...

0,05

0,10

0,10

0,11

0,14

0,12

0,18

0,15

….

...

...

...

0,25

0,27

0,21

0,20

0,17

0,10

0,17

0,16

0,19

...

...

...

0,18

0,22

0,24

0,13

2,00

0,45

0,47

0,35

0,28

...

...

...

0,19

0,28

0,26

0,34

0,43

0,26

0,27

0,39

0,23

...

...

...

0,64

0,65

0,47

0,48

0,45

0,28

0,38

0,35

0,47

...

...

...

0,33

0,31

0,51

0,32

4,00

0,82

0,82

0,59

0,61

...

...

...

0,37

0,47

0,43

0,60

0,75

0,39

0,33

0,62

0,41

...

...

...

1,00

0,98

0,69

0,72

0,10

0,46

0,55

0,50

0,72

...

...

...

0,44

0,36

0,73

0,49

6,00

1,17

1,13

0,79

0,84

...

...

...

0,55

0,63

0,57

0,84

1,03

0,48

0,38

0,83

....

...

...

...

1,81

1,70

1,15

1,26

1,29

0,89

0,91

0,82

1,28

...

...

...

0,64

0,44

1,17

....

12,00

2,12

1,97

1,32

1,46

...

...

...

1,06

1,04

0,93

1,49

1,78

0,71

0,46

1,33

....

...

...

...

....

....

....

....

....

1,23

....

1,04

....

...

...

...

....

....

1,48

....

16,00

....

....

....

....

...

...

...

1,39

....

1,15

....

2,23

....

....

1,63

....

...

...

...

....

....

....

....

....

1,72

....

1,34

....

...

...

...

....

....

1,90

....

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10219:2013 (ASTM 5599-00) về Xăng – Xác định oxygenat bằng sắc ký khí và Detector Ion hóa ngọn lửa chọn lọc oxy