Profiling Alkyl Phosphates in Petroleum Samples by Comprehensive Two-dimensional Gas Chromatography with Nitrogen-phosphorus Detection (GC×GC-NPD)
Notice bibliographique
Résumé
The profiling of alkyl phosphates in petroleum samples is of particular interest to refineries that process conventional crude oil derived from the Western Canadian Sedimentary Basin and other similar geologies. This is due to alkyl phosphate-based additives used during crude oil recovery processes and the subsequent contamination of the produced oil. Phosphate contamination causes numerous problems for refineries, including equipment fouling, the poisoning of catalysts, and potential impacts on downstream processes or consumers if these phosphates enter petroleum product streams. These issues have occurred at a number of facilities across Canada with the impacts measured in the tens of millions of dollars. In response, the Canadian Association of Petroleum Producers and the Canadian Crude Quality Technical Association have specified a limit of 0.5 μg/mL total distillable phosphorus in feedstock. This limit is monitored using inductively coupled plasma – optical emission spectroscopy (ICP-OES), a technique plagued with poor precision and a high limit of detection (0.5 ± 1 µg phosphorus/mL), thus making the current specification difficult to enforce. Furthermore, this method cannot provide speciation information, which is critical for developing an understanding of the challenge of alkyl phosphates at a molecular level. This thesis approaches these challenges using comprehensive two-dimensional gas chromatography with post-column Deans switching to allow for effluent flow switching between a flame ionization detector and a nitrogen-phosphorus detector (GC×GC-FID/NPD). Using trimethylsilyl derivatization, splitless injection, and concurrent backflushing, the GC×GC-FID/NPD method developed and optimized herein, represents the only analytical technique currently capable of: 1) separating the alkyl phosphates from each other and from the crude oil matrix; and 2) speciating and quantifying the phosphates reproducibly in petroleum samples at trace levels (levels two to three orders of magnitude below those achievable by ICP-OES). Overall, this work presents a significant step towards a routine, robust method for profiling trace alkyl phosphates in industrial petroleum and process samples in a production environment. In addition, this thesis presents preliminary results from the first-ever detailed study of alkyl phosphate contamination in a refining environment. The final results of this study will hopefully provide the chemical information needed to contemplate future mitigation strategies for handling the “phosphate problem”. This will be important to refineries across Canada that struggle with issues of equipment fouling. A mitigation strategy would be, quite literally, a multimillion-dollar idea for the Canadian petroleum industry.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».