„ANHANG A

METHODE ZUR BESTIMMUNG DES GEHALTS AN AROMATISCHEN BESTANDTEILEN IN ERZEUGNISSEN, DEREN DESTILLATIONSENDPUNKT ÜBER 315 °C LIEGT

1. Geltungsbereich

Diese Prüfmethode dient zur Bestimmung des Gehalts an aromatischen und nicht aromatischen Bestandteilen in Mineralölen.

2. Begriffsbestimmungen

2.1. Aromatische Bestandteile: der Teil der Probe, der im Lösemittel gelöst und an Kieselgel adsorbiert wird. Die aromatischen Bestandteile können enthalten: aromatische Kohlenwasserstoffe, kondensierte Naphthenaromaten, aromatische Olefine, Asphaltene, aromatische Verbindungen mit Schwefel, Stickstoff und Sauerstoff und polare Aromaten.

2.2. Nicht aromatische Bestandteile: der Teil der Probe, der an Kieselgel nicht adsorbiert und vom Lösemittel (z. B. nicht aromatische Kohlenwasserstoffe) eluiert wird.

3. Verfahrensprinzip

Die zuvor in n-Pentan gelöste Probe wird auf eine besondere, mit Kieselgel gefüllte Chromatografiesäule aufgegeben. Die nicht aromatischen Bestandteile werden mit dem Lösemittel eluiert, nacheinander aufgefangen und nach Verdampfung des Lösemittels durch Wiegen quantitativ bestimmt.

Proben, die nicht in n-Pentan löslich sind, sollten in Cyclohexan gelöst werden.

4. Geräte und Reagenzien

Chromatografiesäule: Sie besteht aus einem Glasrohr mit den in der anliegenden Abbildung vermerkten Abmessungen und Formen. Die obere Öffnung muss mit einem Glasaufsatz mit plangeschliffener Anschlussfläche verschließbar sein, der auf das obere Ende der Säule mittels zweier Metallflanschen mit Gummibelägen aufgesetzt wird. Dieser Abschluss muss im Hinblick auf den anzuwendenden Druck — Stickstoff oder Luft — vollkommen dicht sein.

Kieselgel: Kornfeinheit von 200 mesh oder mehr. Vor dem Gebrauch im Trockenschrank durch siebenstündiges Erhitzen auf 170 °C aktivieren und anschließend in einem Exsikkator abkühlen lassen. Nach der Aktivierung muss das Kieselgel innerhalb weniger Tage verarbeitet werden.

Lösemittel I: n-Pentan: Reinheitsgrad mindestens 95 %, ohne aromatische Bestandteile.

Lösemittel II: Cyclohexan: Reinheitsgrad mindestens 98 %, ohne aromatische Bestandteile.

5. Verfahren 1 (Chromatografiesäule 1)

Vorbereitung der Probenlösung: Zunächst werden etwa 3,6 g der Probe (genau gewogen) in 10 ml n-Pentan (I) gelöst. Ist die Probe in n-Pentan unlöslich, so ist sie in Cyclohexan zu lösen, so dass die Bestimmung mit Hilfe von Cyclohexan (II) anstelle von n-Pentan (I) erfolgt.

Die Chromatografiesäule (Chromatografiesäule 1) wird mit dem zuvor aktivierten Kieselgel bis etwa 10 cm unter der Glaskugel gefüllt; die Einfüllung muss sorgfältig und mittels eines Rüttlers erfolgen, damit keine Risse und Blasen verbleiben. Auf den oberen Teil der Kieselgelsäule wird ein Pfropfen aus Glaswolle aufgesetzt.

Das Kieselgel wird mit 180 ml des Lösemittels (I) oder (II) vorbeladen, anschließend wird von oben Stickstoff- oder Luftdruck aufgegeben, bis der Flüssigkeitsspiegel die Oberfläche des Kieselgels erreicht.

Nach vorsichtiger Druckentlastung der Säule werden etwa 3,6 g der Probe (bis auf zwei Dezimalstellen genau gewogen) in 10 ml des Lösemittels (I) oder (II) gelöst auf die Säule gegeben; anschließend wird das Becherglas mit weiteren 10 ml des Lösemittels (I) oder (II) nachgespült und diese Mengen ebenfalls auf die Säule gegeben.

Dann wird stufenweise der Druck so erhöht, dass die Flüssigkeit am unteren Ende der Säule mit einer Laufgeschwindigkeit von etwa 1 ml pro Minute ausläuft und in einem 500-ml-Kolben aufgefangen werden kann.

Wenn der Spiegel der die Trennsubstanz enthaltenden Flüssigkeit wieder mit der Oberfläche des Kieselgels niveaugleich ist, werden nach erneuter Druckentlastung weitere 230 ml des Lösemittels (I) oder (II) aufgegeben. Dann wird der Druck sofort wieder erhöht und das Eluat im selben Kolben wie zuvor gesammelt bis der Flüssigkeitsspiegel die Oberfläche des Kieselgels erreicht hat.

Bevor der Spiegel der die Trennsubstanz enthaltenden Flüssigkeit wieder mit der Oberfläche des Kieselgels niveaugleich ist, wird das Eluat mittels FTIR-Spektroskopie auf das Vorhandensein von Aromaten untersucht. Enthält das Eluat nur aliphatische Kohlenwasserstoffe, werden nach Druckentlastung erneut 50 ml des Lösemittels (I) oder (II) zugegeben. Falls erforderlich, wird dieser Schritt wiederholt.

Die aufgefangene Fraktion wird im Vakuum bei einer Temperatur von 35 °C auf kleines Volumen eingedampft (z. B. in einem Vakuum-Trockenschrank, Vakuum-Rotationsverdampfer oder dergleichen), dann quantitativ in ein zuvor tariertes Becherglas umgefüllt; als Lösemittel ist das Lösemittel (I) oder (II) zu verwenden.

Der Inhalt des Becherglases wird im Vakuum bei einer Temperatur von 35 °C bis auf konstantes Gewicht (G) eingedampft. Die Differenz zwischen den beiden letzten Gewichten darf 0,01 g nicht überschreiten. Der zeitliche Abstand zwischen den beiden Wägungen sollte mindestens 30 Minuten betragen.

Der Anteil an nicht aromatischen Bestandteilen in GHT (A) ergibt sich aus der Formel

A = G/G1*100

wobei G1 das Gewicht der eingesetzten Probe darstellt.

Die Differenz zu 100 ergibt den Anteil an aromatischen Bestandteilen, die vom Kieselgel adsorbiert werden.

6. Genauigkeit des Verfahrens

Wiederholbarkeit : 5 %. Reproduzierbarkeit : 10 %.

7. Verfahren 2 (Chromatografiesäule 2)

Vorbereitung der Probenlösung: Zunächst werden etwa 0,9 g der Probe (genau gewogen) in 2,5 ml n-Pentan (I) gelöst. Ist die Probe in n-Pentan unlöslich, so ist sie in Cyclohexan zu lösen, so dass die Bestimmung mit Hilfe von Cyclohexan (II) anstelle von n-Pentan (I) erfolgt.

Die Chromatografiesäule (Chromatografiesäule 2) wird mit dem zuvor aktivierten Kieselgel bis etwa 2,5 cm unter der Glaskugel gefüllt; die Einfüllung muss sorgfältig und mittels eines Rüttlers erfolgen, damit keine Risse und Blasen verbleiben. Auf den oberen Teil der Kieselgelsäule wird ein Pfropfen aus Glaswolle aufgesetzt.

Das Kieselgel wird mit 45 ml des Lösemittels (I) oder (II) vorbeladen, anschließend wird von oben Stickstoff- oder Luftdruck aufgegeben, bis der Flüssigkeitsspiegel die Oberfläche des Kieselgels erreicht.

Nach vorsichtiger Druckentlastung der Säule werden etwa 0,9 g der Probe (bis auf zwei Dezimalstellen genau gewogen) in 2,5 ml des Lösemittels (I) oder (II) gelöst auf die Säule gegeben; anschließend wird das Becherglas mit weiteren 2,5 ml des Lösemittels (I) oder (II) nachgespült und diese Mengen ebenfalls auf die Säule gegeben.

Dann wird stufenweise der Druck so erhöht, dass die Flüssigkeit am unteren Ende der Säule mit einer Laufgeschwindigkeit von etwa 1 ml pro Minute ausläuft und in einem 250-ml-Kolben aufgefangen werden kann.

Wenn der Spiegel der die Trennsubstanz enthaltenden Flüssigkeit wieder mit der Oberfläche des Kieselgels niveaugleich ist, werden nach erneuter Druckentlastung weitere 57,5 ml des Lösemittels (I) oder (II) aufgegeben. Dann wird der Druck sofort wieder erhöht und das Eluat im selben Kolben wie zuvor gesammelt bis der Flüssigkeitsspiegel die Oberfläche des Kieselgels erreicht hat.

Bevor der Spiegel der die Trennsubstanz enthaltenden Flüssigkeit wieder mit der Oberfläche des Kieselgels niveaugleich ist, wird das Eluat mittels FTIR-Spektroskopie auf das Vorhandensein von Aromaten untersucht. Enthält das Eluat nur aliphatische Kohlenwasserstoffe, werden nach Druckentlastung erneut 12,5 ml des Lösemittels (I) oder (II) zugegeben. Falls erforderlich, wird dieser Schritt wiederholt.

Die aufgefangene Fraktion wird im Vakuum bei einer Temperatur von 35 °C auf kleines Volumen eingedampft (z. B. in einem Vakuum-Trockenschrank, Vakuum-Rotationsverdampfer oder dergleichen), dann quantitativ in ein zuvor tariertes Becherglas umgefüllt; als Lösemittel ist das Lösemittel (I) oder (II) zu verwenden.

Der Inhalt des Becherglases wird im Vakuum bei einer Temperatur von 35 °C bis auf konstantes Gewicht (G) eingedampft. Die Differenz zwischen den beiden letzten Gewichten darf 0,01 g nicht überschreiten. Der zeitliche Abstand zwischen den beiden Wägungen sollte mindestens 30 Minuten betragen.

Der Anteil an nicht aromatischen Bestandteilen in GHT (A) ergibt sich aus der Formel

A = G/G1*100

wobei G1 das Gewicht der eingesetzten Probe darstellt.

Die Differenz zu 100 ergibt den Anteil an aromatischen Bestandteilen, die vom Kieselgel adsorbiert werden.

8. Genauigkeit des Verfahrens

Wiederholbarkeit : 5 %. Reproduzierbarkeit : 10 %.

Chromatografiesäule 1

Chromatografiesäule 2

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