KR20130138725A - 제트 연료 중의 인산에스테르의 존재를 모니터링하기 위한 추출 방법 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
제트 연료 중의 인산에스테르의 존재를 모니터링하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 제트 연료 공급원에서 인산에스테르의 함유가 의심되는 제트 연료 검사 시료를 얻는 단계를 포함한다. 또한, 제트 연료 검사 시료를 극성 용매 및 무극성 용매와 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계를 포함한다. 그뿐만 아니라, 상기 혼합물을 교반하는 단계를 포함한다. 그와 더불어 상기 혼합물에서 극성 용매를 추출하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 추가로 인산에스테르의 존재를 모니터링하고 인산에스테르의 실제 농도 수준을 얻기 위하여 상기 극성 용매의 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 분석을 수행하는 단계를 포함한다. 마지막으로, 상기 방법은 인산에스테르의 실제 농도를 순수 제트 연료 중의 인산에스테르의 교정 표준 농도와 비교하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명의 개시는 일반적으로 연료 중의 화학적 화합물의 존재를 모니터링하기 위한 방법들 및 시스템, 특히 제트 연료 중의 유기인계 화합물의 존재를 모니터링하기 위한 방법들 및 시스템에 관한 것이다.
항공기 제트 엔진은 코발트 함유 금속 및 합금 재료들을 사용하여 제조될 수 있다. 항공기 제트 엔진은 이와 같은 금속 및 합금 재료들 덕분에 고온을 견디고 산화 및 부식에 저항함으로써 더 효율적으로 작동할 수 있다. 하지만, 이와 같은 코발트 함유 금속들은 인산에스테르와 같은 유기인계 화합물과 반응할 때 부식되는 경향이 있을 수 있다.
항공기의 유압 시스템에서 사용되는 잘 알려진 항공 유압작동유(hydraulic fluids)에서, 인산에스테르는 트리부틸 포스페이트, 이소프로필레이트 트리페닐 포스페이트, n-부틸 디페닐 포스페이트 및 디-n-부틸 페닐 포스페이트가 널리 사용되는 성분들인 가장 일반적으로 사용되는 기본 비축물(base stocks)이다. 인산에스테르는 특히 그것의 내화성(fire resistance properties) 때문에 사용된다. 예를 들어, 잘 알려진 내화성 항공 유압작동유는 Solutia Inc.(미국 미주리주 세인트루이스 소재)에서 제조한 SKYDROL(SKYDROL은 Solutia Inc.의 등록상표이다)이다. 그러나, 이와 같은 항공 유압작동유 중의 인산에스테르는 극성이고 대기 중의 수분을 쉽게 흡수하여 물의 농도를 0.3~1% 또는 그 이상으로 높이 증가시키는 경향이 있다. 이 때문에 유압작동유의 힘 전달성(force transmission properties)에 악영향을 미치거나 또는 부식을 초래할 수 있는 알코올 및 산의 형성을 유발할 수 있다.
이와 같은 유기인계 항공 유압작동유는 코발트 함유 금속을 사용하여 제작한 제트 엔진을 갖는 제트 항공기의 제트 연료 탱크의 펌프에 사용될 수 있다. 상기 펌프는 제트 연료 탱크에 완전히 잠기기 때문에, 유기인계 항공 유압작동유에서 유래되는 인산에스테르에 의한 제트 연료 오염이 발생할 수 있고, 추후에 제트 엔진의 부식이 초래될 수 있다. 제트 연료의 오염을 방지하고 제트 엔진의 무결성(integrity)을 보호하기 위해, 제트 연료를 주기적으로 점검하여 유기인계 항공 유압작동유에서 유래되는 인산에스테르의 존재를 모니터링해야 한다. 코발트 함유 금속으로 제작되지 않은 제트 엔진의 경우, 검사 대상인 제트 연료 중의 유기인계 항공 유압작동유으로부터의 인산에스테르의 농도 수준은 전형적으로 1000 ppm 미만으로 요구되는 한편, 코발트 함유 금속으로 제작된 제트 엔진의 경우, 검사 대상인 제트 연료 중의 유리인계 유압작동유으로부터의 인산에스테르의 농도 수준은 1 ppm 미만으로 요구된다.
유기인계 항공 유압작동유로부터의 인산에스테르와 같은 유기인 화합물의 검출을 위한 제트 연료의 검사 기법들이 알려져 있다. 이와 같이 알려진 기법들은 유도 결합 플라즈마 분광법 및 알려진 기체 크로마토그래피/질량 분광법 등이다. 그러나, 이와 같이 알려진 기법들은 제트 연료 중의 유기인계 항공 유압작동유로부터의 인산에스테르와 같은 유기인 화합물을, 기껏해야 10 ppm의 농도 수준에서, 검출할 수 있다. 그와 같은 농도 수준은 코발트 함유 금속으로 제작한 제트 엔진의 경우에 해당하는 1 ppm 미만의 검출 요건에 미치지 못한다.
이에 따라, 제트 연료 중의 인산에스테르와 같은 유기인 화합물의 최소한의 적은 농도 수준을 검출할 수 있고, 기존의 알려진 방법들과 시스템보다 이점을 제공하는 방법들과 시스템에 대한 필요성이 이 분야에 존재한다.
제트 연료 중의 인산에스테르와 같은 유기인 화합물의 최소한의 적은 농도를 검출하기 위한 방법 및 시스템에 대한 필요는 이미 충족되었다. 아래 상세한 설명에서 논의되는 바와 같이, 본 방법 및 시스템의 구현예들은 기존의 방법들과 시스템들보다 현저하게 이로운 점들을 제공할 수 있을 것이다.
본 발명의 구현예에서, 제트 연료 중의 인산에스테르의 존래를 모니터링 하는 방법이 제공된다. 이와 같은 방법은 제트 연료 공급원에서 제트 연료 검사 시료를 얻는 단계를 포함한다. 또한 앞서 얻은 제트 연료 검사 시료를 극성 용매 및 무극성 용매와 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계를 포함한다. 더불어 상기 혼합물을 교반하는 단계를 포함한다. 뿐만 아니라, 상기 혼합물에서 극성 용매를 추출하는 단계를 포함한다. 거기에 덧붙여, 인산에스테르의 존재를 모니터링하고 인산에스테르의 실제 농도 수준을 얻기 위하여 상기 극성 용매의 기체 크로마토그래피/질량 분광계의 병행 분석을 수행하는 단계를 포함한다. 더 나아가, 인산에스테르의 실제 농도 수준을 순수 제트 연료 중의 인산에스테르의 교정(calibration) 표준 농도와 비교하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또다른 구현예에서, 항공기의 제트 연료 중의 인산에스테르의 존재를 모니터링하기 위한 인라인 시스템(in-line system)이 제공된다. 상기 시스템은 극성 용매 및 무극성 용매를 함유하는 사전적재 시료 용기(preloaded sample vessel)를 포함한다. 또한, 제트 연료 검사 시료를 포함한다. 상기 시스템은 이와 더불어 제트 연료 검사 시료를 사전적재 시료 용기로 이송하기 위한 이송 요소(transfer 요소)를 포함한다. 그뿐만 아니라 상기 시스템은 혼합물을 형성하기 위해 사전적재 시료 용기에서 제트 연료 검사 시료를 극성 용매 및 무극성 용매와 혼합하기 위한 교반 장치를 포함한다. 상기 시스템은 이에 덧붙여 상기 혼합물에서 극성 용매를 분리하기 위한 분리 장치를 포함한다. 더 나아가 상기 시스템은 분리 장치에 연결된 휴대용 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기를 포함한다. 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기는 분리 장치로부터의 극성 용매를 수용하기 위한 수용 요소(receiving element)를 구비하여, 상기 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기가 극성 용매를 분석하여 인산에스테르의 존재를 모니터링하고 인산에스테르의 실제 농도 수준을 얻을 수 있다. 상기 시스템은 인산에스테르의 실제 농도 수준과 비교하기 위해 순수 제트 연료 중의 인산에스테르의 교정 농도 표준을 추가로 포함한다.
본 발명의 또다른 구현예에서, 지상 기지 공항 연료 공급 시스템의 제트 연료 중의 인산에스테르의 존재를 모니터링하기 위한 휴대용 현장검사용 키트가 제공된다. 현장검사용 키트는 극성 용매와 무극성 용매를 함유하는 사전적재 시료 용기를 포함한다. 또한, 현장검사용 키트는 제트 연료 검사 시료를 포함한다. 이와 더불어 제트 연료 검사 시료를 사전적재 시료 용기에 이송하는 이송 요소를 포함한다. 뿐만 아니라, 혼합물을 형성하기 위해 사전적재 시료 용기에서 제트 연료 검사 시료를 극성 용매 및 무극성 용매와 혼합하기 위한 교반 장치를 포함한다. 이에 덧붙여, 상기 혼합물에서 극성 용매를 분리하기 위한 분리 장치를 포함한다. 더 나아가, 상기 분리 장치에 연결된 휴대용 기체 크로마토그래피/질량분광계 병행 기기를 포함한다. 상기 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기는 분리 장치로부터의 극성 용매를 수용하기 위한 수용 요소를 구비하여, 상기 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기가 극성 용매를 분석하여 인산에스테르의 존재를 모니터링하고 인산에스테르의 실제 농도 수준을 얻는다. 현장검사용 키트는 추가로 인산에스테르의 실제 농도 수준과 비교하기 위해 순수 제트 연료 중의 인산에스테르의 교정 농도 표준을 포함한다.
본 명세서에서 논의된 특징, 기능 및 이점들은 본 발명의 다양한 구현예들에서 독자적으로 달성되거나, 또는 하기 설명 및 도면을 참조하여 이해될 수 있는 다른 구현예의 추가 상세내용에 혼합될 수 있다.
본 발명의 개시는 바람직한 예시적 구현예들을 묘사하는 첨부된 도면들(반드시 일정 비율로 그려지지 않음)과 연관된 하기 상세 내용들을 참조하여 좀 더 잘 이해될 수 있다;
상기 도면에서
도 1은 제트 연료 중의 인산에스테르의 존재를 모니터링하기 위한 본 발명의 개시의 인라인 시스템의 예시적 구현예를 갖는 항공기의 투시도이고;
도 2는 제트 연료 중의 인산에스테르의 존재를 모니터링하기 위한 본 발명의 현장검사용 키트의 구현예의 개략도이고;
도 3은 본 발명의 시스템 및 방법들의 하나 이상의 구현예에서 사용되는 예시적 혼합물의 다양한 단계들을 묘사하는 개략적 흐름도이고;
도 4는 제트 연료 중의 인산에스테르의 존재를 모니터링하기 위한 본 발명의 인라인 시스템의 구현예의 개략도이고;
도 5는 실험실 제조 및 분석 절차에서 만든 교정 표준 및 시료의 결과들을 나타내는 표이고; 그리고,
도 6은 제트 연료 중의 인산에스테르를 모니터링하는 본 발명의 예시적 방법을 묘사하는 흐름도이다.
상기 도면에서
도 1은 제트 연료 중의 인산에스테르의 존재를 모니터링하기 위한 본 발명의 개시의 인라인 시스템의 예시적 구현예를 갖는 항공기의 투시도이고;
도 2는 제트 연료 중의 인산에스테르의 존재를 모니터링하기 위한 본 발명의 현장검사용 키트의 구현예의 개략도이고;
도 3은 본 발명의 시스템 및 방법들의 하나 이상의 구현예에서 사용되는 예시적 혼합물의 다양한 단계들을 묘사하는 개략적 흐름도이고;
도 4는 제트 연료 중의 인산에스테르의 존재를 모니터링하기 위한 본 발명의 인라인 시스템의 구현예의 개략도이고;
도 5는 실험실 제조 및 분석 절차에서 만든 교정 표준 및 시료의 결과들을 나타내는 표이고; 그리고,
도 6은 제트 연료 중의 인산에스테르를 모니터링하는 본 발명의 예시적 방법을 묘사하는 흐름도이다.
본 명세서에 개시된 구현예들은 이후 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 풍성하게 묘사될 것인데, 개시된 구현예 모두가 명시되지는 않는다. 사실상 여러 다른 구현예들이 제공될 수 있고, 이들은 본 명세서에 명시된 구현에들에 제한된다고 생각되어서는 안 된다. 오히려, 이와 같은 구현예들이 제공되기 때문에, 본 발명의 개시는 더욱 완전하고 철저해질 것이고, 당업자들에게 본 발명의 개시의 범위가 온전히 전달될 것이다.
도면들을 참조할 때, 도 1은 동체(12), 코 부분(14), 꼬리 부분(16) 및 날개(18)를 갖는 항공기(10)의 투시도이다. 상기 항공기(10)는 아래서 상세히 논의되는, 제트 연료 중의 인산에스테르의 존재를 모니터링하기 위한 인라인 시스템(20)의 예시적 구현예와 함께 묘사되었다.
본 발명의 한 구현예에서, 제트 연료 중의 인산에스테르의 존재를 모니터링하는 정량적 분석 방법(200)이 제공된다. 도 6은 본 발명의 개시의 예시적 방법(200)을 묘사하는 흐름도이다. 상기 방법(200)은 제트 연료 공급원(38)(도 2 참조) 또는 제트 연료 공급원(86)(도 4 참조)으로부터 제트 연료 검사 시료(42)(도 2 및 도 4 참조)를 얻는 단계(202)를 포함한다. 제트 연료 검사 시료(42)는 인산에스테르(40)을 함유하고 있다고 의심될 수 있다(도 2 및 4 참조). 상기 방법(200)은 또한 제트 연료 검사 시료(42)를 극성 용매(24)(도 2 및 4) 및 무극성 용매(26)(도 2 및 4 참조)와 혼합하여 혼합물(52)(도 2 및 4 참조)을 형성하는 단계(204)를 포함한다. 제트 연료 검사 시료(42)는 이송 요소(44)를 통해 극성 용매(24) 및 무극성 용매(26)를 함유하는 사전적재 시료 용기(22)에 이송될 수 있다. 바람직하게는, 이송 요소(44)는 연료 라인, 연료 파이프 또는 제트 연료 검사 시료(42)를 이송 및 운송하는데 적합한 그밖의 이송 요소를 포함한다. 상기 극성 용매(24)는 바람직하게는 아세토니트릴(ACN)(30) 또는 그밖의 적합한 극성 용매를 포함한다. ACN의 극성도는 5.8이다. 본 출원을 위한 목적으로, "극성도(polarity index)"는 용매와, 다양한 극성 시료 용질과의 상호작용의 정도를 상대적으로 나타낸 값으로 정의된다. 상기 무극성 용매(26)는 바람직하게는 석유 에테르(PET)(28) 또는 그밖의 적합한 무극성 용매를 포함한다. PET의 극성도는 0.1이다.
상기 방법(200)은 이와 더불어 혼합물(52)을 교반하는 단계(206)를 포함한다. 바람직하게는, 상기 교반 단계(206)는 혼합대(46)에 연결된 자동식 시험관 혼합기(vortex mixer)(50)를 포함하는 교반 장치(48)로 수행된다. 그러나, 상기 교반 장치(48)는 또한 셰이커 테이블(shaker table) 또는 그밖의 적합한 교반 혹은 혼합 장치를 포함할 수 있다. 선택적으로, 상기 교반 단계(206)는 사전적재 시료 용기(22) 중의 혼합물(52)을 수동으로 흔들거나 또는 교반함으로써 수행될 수 있다. 바람직하게는, 상기 제트 연료 검사 시료(42)는 약 1분 내지 약 12분의 범위 내에서, 더 바람직하게는 약 10분 동안, 아세토니트릴(ACN)(30) 및 석유 에테르(PET)와 혼합된다. 또한 상기 방법(200)은 혼합물(52)로부터 극성 용매(24)의 일부분(60)(도 2 및 4 참조)을 추출하는 단계(208)을 포함한다. 상기 추출 단계(208)는 혼합물(52)로부터 극성 용매(24)의 부분(60)을 분리하거나 또는 추출하기 위해 사용되는 분리 장치(54)로 수행된다. 바람직하게는, 상기 분리 장치(54)는 혼합물(52)과 아세토니트릴(ACN)(30)이 담긴 사전적재 시료 용기(22)로부터 아세토니트릴(ACN)(30)과 같은 극성 용매(24)의 부분(60) 또는 분주액(aliquot)을 추출하기 위한 로봇식 자동샘플러 바늘 또는 회전식 주사기와 같은 추출 요소(56), 또는 그밖의 적합한 추출 요소를 포함한다. 바람직하게는, 상기 추출 요소(56)는 아세토니트릴(ACN)(30)과 같은 극성 용매(24)의 부분(60)이 일단 추출 요소(56)에 의해 추출되고 나면 보유하기 위해, 튜브 또는 용기 부분과 같은 주입 요소(injector element)(58) 안에 장치된다. 분리 장치(54)는 더 나아가 극성 용매(24)의 추출 또는 분리된 부분(60)을 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)의 수용 요소(66)에 주입하는 데 사용된다.
상기 방법(200)은 그뿐만 아니라 인산에스테르(40)의 존재를 모니터링하고 인산에스테르(40)의 실제 농도 수준(82)(도 2 및 4 참조)을 얻기 위하여 극성 용매(24)의 부분(60)의 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 분석을 수행하는 단계(210)를 포함한다. 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 분석은 바람직하게는 혼합대(46)와 분리 장치(54)에 연결된 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)로 수행된다. 상기 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 분석은 바람직하게는 약 5분 내지 약 10분의 범위의 시간에 걸쳐 수행된다. 바람직하게는, 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 분석의 단계(210)는 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)로 수행되고, 바람직하게는 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)는 휴대용이다. 상기의 휴대용 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)는 그 중량이 약 30~50 파운드이고, 더 바람직하게는 약 35 파운드이다.
기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)는 분리 장치(54)로부터 추출 또는 분리된 부분(60)을 수용하기 위한 수용 요소(66)를 포함한다. 바람직하게는, 수용 요소(66)는 주입 포트(68)를 포함한다. 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)는 또한 유입구(72)를 통해 수용 요소(66)에 연결되어 있는 분리 요소(separating element)(76)를 갖는다. 상기 분리 요소(76)는 바람직하게는 내벽이 코팅된 개방형 튜브식 또는 지지대-코팅된 개방형 튜브식 칼럼과 같은 모세관 또는 개방형 튜브식 칼럼, 또는 그밖의 적합한 분리 요소를 포함한다. 모세관 칼럼은 바람직하게는 내부 직경이 약 0.18~0.25 mm인 내벽-코팅된 개방형 튜브식 칼럼을 포함한다. 상기 모세관 칼럼은 바람직하게는 융합된 실리카 또는 그밖의 적합한 물질을 포함하는 재료로 코팅되어 있다. 모세관 칼럼은 바람직하게는 코일 형태로 감겨 있고, 그 길이는 약 20 m이다.
기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)는 게다가 연결 요소(77)를 통해 분리 요소(76)에 연결되어 있는 질량 분광계를 포함한다. 상기 질량 분광계(78)는 민감도가 높을 뿐만 아니라 극성 용매(24)의 부분(60)의 분자 조성을 결정할 수 있다. 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)는 더 나아가 기체 크로마토그래피 부분(74)을 포함한다. 바람직하게는, 기체 크로마토그래피 부분(74)은 분석 중에 가열되는 재료에 따라 약 130~250℃의 온도까지 가열될 수 있는 오븐을 포함한다. 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)는 인산에스테르(40)의 존재를 모니터링하고 제트 연료 검사 시료(42) 중에 존재하는 인산에스테르(40)의 실제 농도 수준을 얻기 위하여, 극성 용매(24)의 부분(60)을 분석한다. 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)는 바람직하게는 제어기(80)(도 2 및 4 참조)에 의해 제어된다. 제어기(80)는 바람직하게는 컴퓨터 또는 그밖의 적합한 제어기 장치를 포함한다.
상기 방법(200)은 또한 극성 용매 ACN의 부분(60)에 존재하는 인산에스테르(40)의 실제 농도 수준(82)을 순수 제트 연료(102)(도 2 참조) 중의 인산에스테르(40)의 교정 표준 농도(100)와 비교하는 단계(212)를 포함한다. 상기 방법(200)은 제트 연료 중의 1ppm 미만의 농도의 인산에스테르(40)의 존재를 모니터링한다. 전체 방법(200)을 수행하기 위한 총 시간은 약 20분 내지 약 30분의 범위의 시간을 포함할 수 있다.
극성 아세토니트릴(ACN)(30)의 부분(60)은 하나 이상의 유기인 화합물, 바람직하게는 인산에스테르, 더 바람직하게는 SKYDROL, 가장 바람직하게는 SKYDROL LD-4 타입 IV, 클래스 1, 내화 항공 유압작동유(Solutia Inc.)를 찾기 위해 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)로 분석된다(SKYDROL은 미국 미주리 주 세인트루이스 소재 Solutia Inc.의 등록 상표다). SKYDROL LD-4는 평균 농도 58.2 중량%의 트리부틸 포스페이트, 평균 농도 20~30 중량%의 디부틸 페닐 포스페이트, 5~10 중량%의 부틸 디페닐 포스페이트, 10 중량% 미만의 2-에틸헥실 7-옥사바이시클로[4.1.0] 헵탄-3-카르복실레이트 및 1~5 중량%의 2,6-디-tert-부틸-p-크레졸을 갖는 저밀도 유압작동유(fluid)이다. SKYDROL LD-4는 25℃에서 비중이 1.004~1.014이고, 38℃에서 점도가 10.8~11.6 cSt(CentiStokes)이고, 인화점이 160℃이고, 자동 발화 온도(autoignition temperature)가 398℃이다.
기체 크로마토그래피 부분(74)은 바람직하게는 관심대상인 화합물, 본 발명의 경우, 인산에스테르를 분리하는 데 사용된다. 상기 분리는 바람직하게는 모세관 칼럼 형태의 분리 요소(76)로 수행되어, 상기 관심대상 화합물은 분리된 후 질량 분광계(78)로 검출될 수 있다. 상기 질량 분광계(78)는 분리 요소(76)로부터 받은 관심대상 화합물을 원자화 및 이온화함으로써 고에너지 전자빔(표시 안 됨)과 같은 고에너지 공급원을 사용하여 모분자(parent molecule)의 구성 요소들 또는 분자 조각들로 만드는 작업을 한다. 상기 질량 분광계(78)는 검출기로 작용하고, 질량-대-전하량의 비율의 함수로서 신호 강도 데이터의 질량 스펙트럼을 측정한다. 질량 스펙트럼에서, 신호 강도 데이터는 질량-대-전하량의 비율의 함수로서 신호 강도의 크로마토그램의 피크 형태로 존재할 수 있다. 피크의 강도는 일반적으로 피크의 정점과 연관된다. 일반적으로, 질량-대-전하량의 비율은 관심대상 화합물의 분자량과 관련된다. 관심대상 화합물의 성분들은 이들에 전자빔으로 충격을 가하는 것과 같은 다양한 방법들 또는 전하를 띤 입자들(이온)의 형성을 초래하는 그밖의 적합한 방법들에 의해 이온화될 수 있다. 양이온들은 그 후 전기장에 의해 가속화된다. 이온들이 전자기장을 통과할 때의 움직임의 상세내용을 기반으로 입자들의 질량-대-전하량의 비율(m/z)이 계산되고, 질량-대-전하량 비율에 따라 분류된 이온들의 검출이 이루어진다.
본 발명의 또다른 구현예에서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 공항(94)의 지상 기지 공항 연료 공급 시스템(92)의 제트 연료 중의 인산에스테르(40)의 존재를 모니터링하기 위한 휴대용 현장검사용 키트(90)가 제공된다. 도 2는 본 발명의 현장검사용 키트 시스템(90)의 한 구현예의 개략도이다. 방법(200)은 공항(94)의 지상 기지 공항 연료 공급 시스템(92)(도 2 참조)의 제트 연료 중의 인산에스테르의 존재를 모니터링하기 위하여, 현장검사용 키트(90)로 수행될 수 있다. 상기 현장검사용 키트(90)의 경우, 제트 연료 검사 시료(42)는 바람직하게는 지상 기지 공항 연료 공급 시스템(92)으로부터 제트 연료를 공급받는 항공기(10)로부터 얻는다. 선택적으로, 상기 제트 연료 검사 시료(42)는 제트 연료를 항공기(10)에 공급하는 지상기지 공항 연료 공급 시스템(92)으로부터 직접 얻을 수 있다.
도 2에 나타냈듯이, 현장검사용 키트(90)는 극성 용매(24) 및 무극성 용매(26)를 함유하는 사전적재 시료 용기(22)를 포함한다. 바람직하게는, 극성 용매(24)는 아세토니트릴(ACN)(30) 또는 그밖의 적합한 극성 용매이다. 바람직하게는, 무극성 용매(26)는 석유 에테르(PET)(28) 또는 그밖의 적합한 무극성 용매이다. 현장검사용 키트(90)는 그밖에 제트 연료 검사 시료(42)를 포함한다. 제트 연료 검사 시료(42)는 인산에스테르(40)를 함유하고 있을 것으로 의심될 수 있다. 바람직하게는, 제트 연료 검사 시료(42)는 제트 연료 공급원(38)으로부터의 제트 연료(36)에서 얻어진다. 바람직하게는, 제트 연료 공급원(38)은 공항(94)의 지상 기지 공항 연료 공급 시스템(92)으로부터 제트 연료가 공급되는 항공기(10)에서 얻어진다.
현장검사용 키트(90)는 또한 제트 연료 검사 시료(42)를 사전적재 시료 용기(22)로 이송하기 위한 이송 요소(44)를 포함한다. 바람직하게는, 이송 요소(44)는 제트 연료 공급원(38)으로부터 사전적재 시료 용기(22)로 제트 연료 검사 시료(42)를 이송 또는 운송하기 위해 연료 라인, 연료 파이프, 또는 그밖의 적합한 이송 요소를 포함한다. 현장검사용 키트(90)는 그뿐만 아니라 혼합물(52)을 형성하기 위해 사전적재 시료 용기(22)에서 제트 연료 검사 시료(42)와 극성 용매(24) 및 무극성 용매(26)를 혼합하는 교반 장치(48)를 포함한다. 바람직하게는, 교반 장치(48)는 혼합대(46)에 연결된 자동식 시험관 혼합기(50)를 포함한다. 그러나, 교반 장치(48)은 또한 셰이커 테이블 또는 그밖의 적합한 교반 또는 혼합 장치를 포함할 수 있다. 선택적으로, 사전적재 시료 용기(22) 내부의 혼합물(52)은 손으로 흔들거나 또는 교반할 수도 있다. 현장검사용 키트(90)는 그외에도 혼합물(52)로부터 극성 용매(24)의 부분(60)을 분리하거나 또는 추출하기 위한 분리 장치(54)를 포함한다. 바람직하게는, 분리 장치(54)는 혼합물(52)과 아세토니트릴(ACN)(30)을 함유한 사전적재 시료 용기(22)로부터 아세토니트릴(ACN)(30)과 같은 극성 용매(24)의 부분(60) 또는 분주액을 추출하기 위한, 로봇식 자동샘플러 바늘, 회전식 주사기, 또는 그밖의 적합한 추출 요소와 같은 추출 요소(56)를 포함한다. 바람직하게는, 추출 요소(56)는 아세토니트릴(ACN)(30)이 일단 추출 요소(54)에 의해 추출되면 그것의 부분(60)을 보유하기 위해 튜브 또는 용기 부분과 같은 주입 요소(58)의 내부에 장치된다. 상기 분리 장치(54)는 추가로 극성 용매(24)의 추출 또는 분리된 부분(60)을 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기구(70)의 수용 요소(66)로의 주입을 위해 사용된다.
현장검사용 키트(90)는 그밖에 바람직하게는 혼합대(46) 및 분리 장치(54)에 연결된 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)를 포함한다. 바람직하게는, 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)는 휴대가 가능하다. 휴대형 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)는 중량이 약 30~50 파운드의 범위일 수 있고, 더 바람직하게는 약 35 파운드일 수 있다. 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)는 혼합물(52)로부터 극성 용매(24)의 부분(60)을 수용하기 위한 수용 요소(66)를 포함한다. 바람직하게는, 수용 요소(66)는 주입 포트(68)를 포함한다. 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)는 그밖에 유입구(72)를 통해 수용 요소(66)에 연결된 분리 요소(76)를 포함한다. 분리 요소(76)는 바람직하게는 내벽이 코팅된 개방형 튜브식 칼럼 또는 지지대가 코팅된 개방형 튜브식 칼럼과 같은 모세관 또는 개방형 튜브식 칼럼, 또는 그밖의 적합한 분리 요소를 포함한다. 모세관 칼럼은 바람직하게는 내부 직경이 약 0.18~0.25 mm인 내벽이 코팅된 개방형 튜브식 칼럼을 포함한다. 모세관 칼럼은 바람직하게는 용융 실리카를 포함하는 재료 또는 그밖의 적합한 재료로 코팅된다. 모세관 칼럼은 바람직하게는 코일 형태로 감겨 있고 그 길이는 약 20 m이다.
기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)는 그 외에도 연결 요소(77)를 통해 분리 요소(76)에 연결된 질량 분광계(78)를 포함한다. 상기 질량 분광계(78)는 극성 용매(24) 부분의 분자 조성을 결정할 수 있는 능력과 함께 높은 민감도를 갖추고 있다. 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)는 더불어 기체 크로마토그래피 부분(74)를 포함한다. 바람직하게는, 기체 크로마토그래피 부분(74)은 가열되는 재료에 따라 약 130~250℃의 온도까지 가열될 수 있는 오븐을 포함한다. 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)는 인산에스테르(40)의 존재를 모니터링하고 제트 연료 검사 시료(42)에 존재하는 인산에스테르(40)의 실제 농도 수준(82)을 얻기 위하여, 극성 용매(24)의 부분(60)을 분석한다. 현장검사용 키트(90)는 그밖에 제트 연료 검사 시료(42)에 존재하는 인산에스테르의 실제 농도와 비교하기 위해 순수 제트 연료(102) 중의 인산에스테르(40)의 교정 농도 표준(100)을 포함한다. 현장검사용 키트(90)는 그외에 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)를 제어하기 위한 제어기(80)를 포함한다. 제어기(80)는 바람직하게는 컴퓨터 또는 그밖의 적합한 제어 장치를 포함한다. 현장검사용 키트(90)는 바람직하게는 제트 연료 중의 1ppm 미만의 농도의 인산에스테르의 존재를 모니터링하기 위해 사용된다.
도 3은 본 발명의 시스템 및 방법들의 하나 이상의 구현예들에 사용되는 예시적 혼합물의 다양한 단계들을 묘사하는 개략적 흐름도이다. 도 3은 극성 용매(24), 바람직하게는 아세토니트릴(ACN)(30)을 함유하고, 그리고 무극성 용매(26), 바람직하게는 석유 에테르(PET)(28)를 함유하는 사전적재 시료 용기(22)를 나타낸다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 단계(110)에서의 사전적재 시료 용기(22)는 용기(22) 바닥의 한 층에 있는 아세토니트릴(ACN)(30), 그리고 아세토니트릴(ACN)(30) 층 위의 분리층의 석유 에테르(PET)(28)를 나타낸다. 그 다음, 제트 연료 검사 시료(42)가 이송 요소(42)를 통해 아세토니트릴(ACN)(30)과 석유 에테르(PET)(28)를 함유한 사전적재 시료 용기(22)로 이송되거나 첨가된다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 단계(112)에서의 사전적재 시료 용기는 상기 용기(22)의 하나의 바닥층의 아세토니트릴(ACN)(30), 아세토니트릴(ACN)(30) 층 위에 분리층의 석유 에테르(PET)(28), 석유 에테르(PET)(28) 층 위의 분리층의 제트 연료 검사 시료(42)를 나타낸다. 그 다음, 사전적재 시료 용기(22)는 혼합물(52)을 형성하기 위하여, 사전에 정해진 일정 시간 동안, 바람직하게는 자동식 시험관 혼합기(50)(도 2 참조)의 형태로, 교반 장치(48)에 의해 혼합된다. 바람직하게는, 제트 연료 검사 시료(42)는 약 1~12분 동안, 더 바람직하게는 약 10분 동안, 아세토니트릴(ACN)(30) 및 석유 에테르(PET)와 혼합된다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 단계(114)에서의 사전적재 시료 용기(22)는 상기 용기(22)의 바닥층의 아세토니트릴(ACN)(30) 및 아세토니트릴(ACN)(30) 층 위의 분리층의 제트 연료 검사 시료(42)와 석유 에테르(PET)(28)의 혼합물(52)을 나타낸다. 상기 혼합물(52)은 ACN의 잔여량(residual amount)을 함유할 수 있다. 혼합물(52)이 형성된 후, 분리 장치(54)는 혼합물(52) 및 아세토니트릴(ACN)(30)이 있는 사전적재 시료 용기(22)로부터 아세토니트릴(ACN)(30)의 부분(60)을 추출하는 데 사용된다. 바람직하게는, 분리 장치(54)는 혼합물(52) 및 아세토니트릴(ACN)(30)이 있는 사전적재 시료 용기(22)로부터 아세토니트릴(ACN)(30)의 부분(60) 또는 분주액을 추출하기 위해, 로봇식 자동샘플러 바늘 또는 회전식 주사기와 같은 추출 요소(exracting element)(56)를 포함한다. 바람직하게는, 상기 추출 요소(56)는 일단 아세토니트릴(ACN)(30)이 추출 요소(56)에 의해 추출되면 그것의 부분(60)을 보유하기 위해, 튜브 또는 용기 부분과 같은 주입 요소(58) 내부에 장치된다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 단계(116)에서의 사전적재 시료 용기(22)는 혼합물(52) 및 아세토니트릴(ACN)(30) 층을 함유하는 사전적재 시료 용기(22)로부터 상기 용기(22)의 바닥층의 아세토니트릴(ACN)(30)의 부분(60)을 추출하는 분리 장치(54)의 추출 요소(56)를 나타낸다. 추출 요소(56)는 아세토니트릴(ACN)(30)의 부분(60)을 추출하고, 그것을 주입 요소(58)로 끌어당긴다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 단계(118)은 아세토니트릴(ACN)(30)의 부분(60)을 수용 요소(66)로 주입하는 분리 장치(54)의 주입 요소(58) 및 추출 요소(56)를, 바람직하게는 분석을 위한 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)의 주입 포트(68)(도 2 참조) 형태로, 나타낸다. 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)로의 시료 분석은 10분 미만으로 완수될 수 있고, 바람직하게는 5분 미만으로 완수될 수 있다.
본 발명의 또다른 구현예에서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 항공기(10)의 제트 연료 중의 인산에스테르(40)의 존재를 모니터링하기 위한 인라인 시스템(20)이 제공된다. 도 4는 본 발명의 인라인 시스템(20)의 구현예의 개략도이다. 방법(200)은 항공기(10)의 인라인 시스템(20)으로 수행될 수 있다(도 1 및 4 참조). 인라인 시스템(20)의 경우, 항공기(10)가 비행 중일 때 실시간으로 항공기(10)로부터 제트 연료 검사 시료(42)가 얻어진다. 인라인 시스템(20)은 인라인 시스템(20)의 구성성분들을 수용하는 하우징(housing)(88)을 포함할 수 있다. 인라인 시스템(20)은 그외에 바람직하게는 극성 용매(24) 및 무극성 용매(26)를 함유하는 사전적재 시료 용기(22)를 포함한다. 바람직하게는, 극성 용매(24)는 아세토니트릴(ACN)(30) 또는 그밖의 적합한 극성 용매이다. 바람직하게는, 무극성 용매(26)는 석유 에테르(PET)(28) 또는 그밖의 적합한 무극성 용매이다. 인라인 시스템(20)은 추가로 제트 연료 검사 시료(42)를 포함한다. 제트 연료 검사 시료(42)는 인산에스테르(40)를 함유하는 것으로 의심될 수 있다. 바람직하게는, 제트 연료 검사 시료(42)는 제트 연료 공급원(86)으로부터의 제트 연료(84)로부터 얻어진다. 바람직하게는, 제트 연료 공급원(86)은 항공기(10)가 비행 중일 때 실시간으로 항공기(10)로부터 얻어진다(도 1 참조).
인라인 시스템(20)은 그밖에 제트 연료 검사 시료(42)를 사전적재 시료 용기(22)로 이송하기 위한 이송 요소(44)를 포함한다. 바람직하게는, 이송 요소(44)는 제트 연료 공급원(86)에서 얻은 제트 연료 검사 시료(42)를 사전적재 시료 용기(22)로 이송 및 운송하기 위한 연료 라인, 연료 파이프 또는 그밖의 적합한 요소를 포함한다. 인라인 시스템(20)은 혼합물(52)을 형성하기 위해 추가로 제트 연료 검사 시료(42)를 사전적재 시료 용기(22) 중의 극성 용매(24) 및 무극성 용매(26)와 혼합하기 위한 교반 장치(48)을 포함한다. 바람직하게는, 교반 장치(48)는 혼합대(46)에 연결된 자동식 시험관 혼합기(50)를 포함한다. 그러나, 상기 교반 장치(48)는 또한 셰이커 테이블 또는 그밖의 적합한 교반 장치 또는 혼합 장치를 포함할 수도 있다. 선택적으로, 사전적재 시료 용기(22) 중의 혼합물(52)은 손으로 직접 흔들거나 또는 교반될 수 있다.
인라인 시스템(20)은 추가로 상기 혼합물(52)에서 극성 용매(24)의 부분(60)을 분리하거나 또는 추출하기 위한 분리 장치(54)를 포함한다. 바람직하게는, 상기 분리 장치(54)는 혼합물(52) 및 아세토니트릴(ACN)(30)이 있는 사전적재 시료 용기(22)로부터, 아세토니트릴(ACN)(30)과 같은 극성 용매(24)의 부분(60) 또는 분주액을 추출하기 위한, 로봇식 자동샘플러 바늘, 회전식 주사기와 같은 추출 요소(56), 또는 그밖의 적합한 추출 요소를 포함한다. 바람직하게는, 상기 추출 요소(56)는 아세토니트릴(ACN)(30)이 추출 요소(56)에 의해 일단 추출되고 나면 그것의 부분(60)을 보유하기 위하여, 튜브 또는 용기 부분과 같은 주입 요소(58) 내부에 장치된다. 상기 분리 장치(54)는 추가로 극성 용매(24)의 추출 또는 분리된 부분(60)을 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)의 수용 요소(66)로 주입하는 데 사용된다.
인라인 시스템(20)은 추가로 바람직하게는 혼합대(46)와 분리 장치(54)에 연결된 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)을 포함한다. 바람직하게는, 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)은 휴대가 가능하다. 휴대용 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)는 중량이 약 30~50 파운드이고, 더 바람직하게는 약 35 파운드이다. 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)는 혼합물(52)에서 극성 용매(24)의 부분(60)을 수용하기 위한 수용 요소(64)를 포함한다. 바람직하게는, 수용 요소(66)는 주입 포트(68)를 포함한다. 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)는 추가로 유입구(72)를 통해 수용 요소(66)에 직접 연결된 분리 요소(76)를 포함한다. 분리 요소(76)는 바람직하게는 내벽이 코팅된 개방형 튜브식 칼럼 또는 지지대가 코팅된 개방형 튜브식 칼럼과 같은 모세관 또는 개방형 튜브식 칼럼, 또는 그밖의 적합한 분리 요소를 포함한다. 모세관 칼럼은 바람직하게는 내부 직경이 약 0.18~0.25 mm인 내벽이 코팅된 개방형 튜브식 칼럼을 포함한다. 모세관 칼럼은 바람직하게는 용융 실리카를 포함하는 재료 또는 그밖의 적합한 재료로 코팅된다. 모세관 칼럼은 바람직하게는 코일 형태로 감겨 있고, 그 길이가 약 20 m이다. 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)는 그밖에 연결 요소(77)를 통해 분리 요소(76)에 연결된 질량 분광계(78)를 포함한다. 질량 분광계(78)는 극성 용매(24)의 부분(60)의 분자 조성을 결정할 수 있는 능력과 함께 높은 민감도를 갖추고 있다. 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)는 이와 더불어 기체 크로마토그래피 부분(74)을 포함한다. 바람직하게는, 기체 크로마토그래피 부분(74)은 가열되는 재료에 따라 약 130~250℃의 온도까지 가열될 수 있는 오븐을 포함한다. 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)는 인산에스테르(40)의 존재를 모니터링하고 제트 연료 검사 시료(42)에 존재하는 인산에스테르(40)의 실제 농도 수준(82)를 얻기 위하여, 극성 용매(24)의 부분(60)을 분석한다. 인라인 시스템(20)은 그밖에 제트 연료 검사 시료(42)에 존재하는 인산에스테르(40)의 실제 농도 수준(82)과 비교하기 위해 순수 제트 연료(102) 중의 인산에스테르(40)의 교정 농도 표준(100)을 포함한다. 인라인 시스템(20)은 그외에도 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(70)를 제어하기 위한 제어기(80)를 포함한다. 제어기(80)는 바람직하게는 컴퓨터 또는 그밖의 적합한 제어 장치를 포함한다. 인라인 시스템(20)은 제트 연료 중의 1 ppm 미만의 농도 수준의 인산에스테르를 모니터링한다.
실시예
교정 표준 농도는 우선 실험실 환경에서 알려진 순수 제트 연료로 준비한 후, 실험실의 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기로 분석하여, 인산에스테르의 실제 농도 수준을 계산하였다.
필요한 재료. 교정 표준을 준비하는 데 필요한 재료는 순수 제트 연료, 석유 에테르(PET), 아세토니트릴(ACN), 50 ml 크기의 PET 사각병, 표준 제제용 100 ml 크기의 유리병, 4자리까지 정확한 저울, 1회용 유리 전송 피펫, 25ml 크기의 눈금 실린더 2개, 용적측정용 피펫(3 ml, 15 ml 및 25 ml), 2 ml 크기의 기체 크로마토그래피(GC) 유리병 등이다. 모든 교정 표준은 알려진 순수 제트 연료를 사용하여 준비하였고, 100 ml 크기의 유리병에 넣어 중량대중량으로 계산되었다. 정확한 농도값은 중량 측정 후에 계산하였다.
교정 표준 및 시료에 대한 추출 방법. 순수 제트 연료 25 ml를 50 ml 크기의 PET 사각병에 부었다. 15 ml 크기의 용적측정용 피펫으로, 순수 제트 연료 25 ml가 담긴 50 ml 크기의 PET 사각병에 석유 에테르 15 ml를 첨가하였다. 3 ml 크기의 용적측량용 피펫으로, 순수 제트 연료 25 ml가 담긴 50 ml 크기의 PET 사각병에 아세토니트릴 3 ml를 첨가하였다. 50 ml 크기의 PET 사각병을 밀폐하고, 1초 동안 흔들거나 또는 교반하였다. 50 ml 크기의 PET 사각병에서 압력을 방출하고, 50 ml 크기의 PET 사각병을 밀폐하여 1초 동안 흔들거나 또는 교반하였다. 순수 제트 연료 25 ml, 석유 에테르 15 ml, 아세토니트릴 3 ml가 담긴 50 ml 크기의 PET 사각병을 셰이커 테이블에 올려놓고, 셰이커 테이블의 스위치를 고속으로 전환하여, 50 ml 크기의 PET 사각병을 10분 동안 흔들거나 또는 교반하였다. 그러고 나서, 50 ml 크기의 PET 사각병의 귀퉁이에 아세토니트릴이 모이도록, 50 ml 크기의 PET 사각병을 위치시켰다. 3 ml 크기의 용적측정용 피펫을 사용하여 아세토니트릴의 일부를 덜어내고, 상기 아세토니트릴을 2 ml 크기의 기체 크로마토그래피 유리병에 옮겨담았다. 그러고 나서, 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기에 교정 표준을 돌리고, 반응 요소들(인산에스테르와 관련해 생성된 전자 신호) 및 표준 농도를 갱신하였다. 농도들은 "중량을 기초로 한" SKYDROL LD-4의 양에 기초한 것이기 때문에, 표준 농도는 예를 들어 0.5 ppm이기 보다, 0.52 ppm일 수 있었다.
도 5는 실험실 제조 및 분석 절차에서 제조된 교정 표준 및 시료의 결과들을 나타내는 표이다. 도 5는 첫번째 열에서 중량(g) 기준 교정 표준이 순수 제트 연료 중의 500 ppm SKYDROL LD-4 저장액인 한편, 순수 제트 연료는 0(영)이고, 검출 한계보다 50% 낮은 값이 0.50 ppm임(한계는 1 ppm 미만)을 나타내었다. MDL(방법 검출 한계) 계산 방법은 예상되는 검출 한계에 가까운 농도를 갖는 시료 7개를 분석하는 것이었다. 그러고 나서 표준 편차를 계산하였다. 단측 "t" 분포를 계산하고 계산된 표준 편차에 대해 곱셈을 했다. 7개 시료의 경우(6 자유도 가짐), 신뢰 구간 99%에 대한 t값은 3.14였고, 1.0 ppm은 검출 한계보다 0% 낮았고, 2.5 ppm은 검출 한계의 2.5배였고, 5.0 ppm은 검출 한계의 5배였다. 도 5는 두 번째 열에서 gm(그램) 단위의 질량 LD-4(LD-4는 미국 미주리 주 세인트루이스의 Solutia Inc.에서 구입한 타입 IV, 클래스 1, 내화성 항공 유압작동액)를 나타내었다. SKYDROL LD-4는 트리부틸 포스페이트가 58.2 중량%, 디부틸페닐 포스페이트가 20~30 중량%, 부틸 디페닐 포스페이트가 5~10 중량%, 2-에틸헥실 7-옥사바이시클로[4.1.0] 헵탄-3-카복실레이트가 10 중량%> 미만, 그리고 2,6-디-tert-부틸-p-크레졸 1~5 중량%의 평균 농도를 갖는 저밀도 유압작동액이다. SKYDROL LD-4는 25℃에서 비중이 1.004~1.014이고, 38℃에서 점도가 10.8~11.6 cSt(CentiStokes)이고, 인화점은 160℃이고, 자동발화 온도는 398℃이다. gm 단위의 저장액(제트 연료 중의 LD-4, 500 ppm 저장액)의 질량은 5-자리 저울에서 측정한 바에 따르면 0, 0.05, 0.10, 0.25 및 0.50이었다. 도 5는 세번째 열에서 gm(그램) 단위의 질량 제트 연료(제트 연료는 순수 제트 연료였다)를 나타낸다. gm 단위의 제트 연료의 질량은 5-자리 저울에서 측정한 바에 따르면 50, 49.95, 49.9, 49.75 및 49.5였다. 도 5는 네번째 열에서 ppm 단위의 실제 농도가 500 ppm임을 나타낸다. ppm 단위의 실제 농도는 5-자리 저울에서 측정한 바에 따르면 0, 0.5, 1.0, 2.5 및 5.0이었다. 정확한 농도값은 중량 측정 이후 계산하였다.
교정 표준 및 시료를 위한 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 분석. 그러고 나서, 교정 표준 및 시료를 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기(미국 캘리포니아주 산타클라라의 Agilent Technologies, Inc에서 구입)로 분석하였다. 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기의 기구 제어 매개변수는 다음과 같이 설정하였다:
(1) 시료 유입 - GC(기체 크로마토그래피); (2) 주입 공급원 - GC ALS (기체 크로마토그래피 자동화 액체 샘플러); (3) 질량 분광계 - 활성화됨; (4) 오븐 - 평형 시간 0.1 분, 오븐 프로그램 작동-1분 동안 130℃로, 그 후 분당 10℃로 이후 0분 동안 215℃, 작동 시간 9.5분; (5) 전방 주입기 - 주사기 크기- 10 μL(마이크로리터), 주입 용적 - 1 μL, 주입 반복-1, 용매 A(ACN) 세척(사전 주입)-0, 용매 A 세척(사후주입)-4; 용매 A 용적-8μL, 용매 B(ACN) 세척(사전 주입)-0; 용매 B 세척(사후 주입) - 4, 용매 B 용적 - 8 μL, 시료 세척 - 2, 시료 세척 용적-8 μL, 샘플 펌프 - 4, 체류 시간(Dwell Time)(사전 주입)-0분, 체류 시간(사후 주입)-0분, 용매 세척 흡입 속도 - 300 μL/분, 용매 세척 분배 속도 - 6000 μL/분, 시료 세척 분배 속도 - 300 μL/분, 시료 세척 분배 속도 - 6000 μL/분, 주입 분배 속도 - 6000 μL/분, 점도 지연- 2초, 시료 깊이(Depth) 불활성화됨; (6) 후방 주입기(전원은 켜지 않지만 사용 가능), 전방 SS(Split/Splitless) 유입구 He(헬륨), 모드-Split, 히터-On 250°C, 압력 가동 32.125 psi(파운드/제곱인치), 총유량 - 28.624 mL/분, 셉텀 퍼지 플로우 - 3 mL/분, 기체 세이버 - 2분 후 20 mL/분, 스플리트 비율-20:1, 스플리트 플로우 - 24.404 mL/분, 열 Aux 2 {MSD(질량 분광계 검출기) 이송 라인}, 히터 - 온(On), 온도 프로그램 - 0분 동안 280℃, 가동 시간-9.5분; (7) 칼럼 #1 (모세관 칼럼)- DB-5ms (칼럼 유형-5% 페닐, 95% 메틸폴리실록산): 764.42409, DB-5ms-325℃: 20 m(미터) X 180 ㎛(마이크로미터) X 0.18 ㎛, 입구(In): 전방 SS 유입구 He, 출구(Out): 진공상태; (8) 초기 작동 오븐 매개변수 - 온도-130℃, 압력-32.125 psi, 유량-1.2202 mL/분, 평균 속도-51.082 cm/초(초당 센티미터), 출력 유지 시간(Holdup Time) - 0.65255분, 유량 프로그램 - 오프(Off) - 0분 동안 1.2202 mL/분, 가동 시간 - 9.5분; (9) 전방 검출기 FID(불꽃 이온화 검출기)(전원 켜지 않거나 도는 실험실 검사 및 절차의 경우 사용), 히터- 오프, H2 플로우 - 오프, 공기 플로우 - 오프, 메이크업 플로우(Makeup Flow) - 오프, 지속적인 컬럼(지속적인 컬럼 플로우) 플러스 메이크업 - 오프, 불꽃 - 오프, 전위계 - 오프, 시그널, 검사 플롯 - 세이브 오프(Save Off), 전방 시그널 - 세이브 오프, 검사 플롯 - 세이브 오프, 검사 플롯 - 세이브 오프; (10) MS (질량 분광계) 획득 매개변수 - 튠 파일(Tune File) - atune.u, 획득 모드 -빠른 스캔 모드에서 Scan/SIM; (11) MS 정보 - 용매 지연- 4.50분, EMV (전자기 전압) 모드 - 증폭 ㅇ인자(Gain Factor), 증폭 인자 - 1.00, 생성된 EMV-1600; (12) 스캔 매개변수-낮은 질량-50.0, 높은 질량 - 450.0, 임계 - 150, 시료 # - 0, A/D (아날로그-디지털) 시료 - 1; (13) 심 매개변수(Sim Parameters) - 그룹 1 -그룹 ID- TBP(터티아리부틸포스핀), 해상도- 낮음, 플롯 1 이온 - 98.80, 이온/그룹 중 체류(Dwell In Group) - (질량, 체류 - 98.80, 100), 그룹 2 -그룹 ID-PDBP(페닐 디-부틸 포스페이트), 해상도- 높음, 그룹 시작 시간-7.10, 플롯 1 이온-175.10, 이온/그룹 중 체류 - (질량, 체류 - 175.10, 100); (14) 데이터 필터 - 질량 필터, 시간 필터 - 표준; (15) MSZones - MS 공급원 - 230℃(최대 250℃), MS Quad - 150℃(최대 200℃); (16) SN에 대한 튠 매개변수(Tune Parameters): US80828912 - 소량 이온 검출은 켜짐, 방출(EMISSION) - 34.610, 에너지 - 69.922, 리펠러(REPELLER) - 16.385, 이온포커스(IONFOCUS) -90.157, 입구 LE - 32.000, EMVOLTS - 1623.529, 실제 EMV - 1600, 증폭인자 - 0.97, AMUGAIN - 1629.000, AMUOFFSET -123.313, 필라멘트 - 1.000, DCPOLARITY - 1.000, ENTLENSOFFS - 18.573, MASSGAIN - -810.000, MASSOFFSET - -35.000.
본 발명과 관련된 종래 기술의 당업자들은 앞서 기술한 내용들과 관련 도면들에 제시된 개시들의 이점들을 갖는 수많은 변형들과 본 발명의 기타 구현예들을 이해할 것이다. 본 명세서에 기술된 구현예들은 묘사를 위한 것으로, 제한적이거나 또는 하나도 빠짐없이 갖춰진 것이 아니다. 비록 본 명세서에서 구체적인 용어들이 사용되었지만, 그들은 일반적이고 묘사적인 측면에서만 사용될 뿐 제한을 목적으로 사용되지 않았다.
Claims (20)
- 제트 연료 중의 인산에스테르의 존재를 모니터링하는 방법으로, 상기 방법은:
제트 연료 공급원에서 제트 연료 검사 시료를 얻는 단계;
상기 제트 연료 검사 시료를 극성 용매 및 무극성 용매와 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계;
상기 혼합물을 교반하는 단계;
상기 혼합물에서 극성 용매를 추출하는 단계;
인산에스테르의 존재를 모니터링하고 인산에스테르의 실제 농도 수준을 얻기 위하여 상기 극성 용매의 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 분석을 수행하는 단계; 및,
인산에스테르의 실제 농도 수준을 순수 제트 연료 중의 인산에스테르의 교정(calibration) 표준 농도와 비교하는 단계를 포함하는 제트 연료 중의 인산에스테르의 존재를 모니터링하는 방법. - 제1항에 있어서, 상기 방법이 제트 연료 중의 1 ppm 미만의 농도의 인산에스테르의 존재를 모니터링하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 방법이 항공기의 인라인 시스템(in-line system)으로 수행되는 인산에스테르의 존재를 모니터링하는 방법.
- 제3항에 있어서, 제트 연료 검사 시료가 항공기가 비행 중일 때 실시간으로 항공기로부터 얻어지는 인산에스테르의 존재를 모니터링하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 방법이 지상 기지 공항 연료 공급 시스템의 현장검사용 키트로 수행되는 인산에스테르의 존재를 모니터링하는 방법.
- 제5항에 있어서, 제트 연료 검사 시료가 공항 연료 공급 시스템으로부터 제트 연료를 공급받는 항공기에서 얻어지거나 또는 공항 연료 공급 시스템에서 직접 얻어지는 인산에스테르의 존재를 모니터링하는 방법.
- 제1항에 있어서, 극성 용매가 아세토니트릴(ACN)로 이루어진 군에서 선택되는 인산에스테르의 존재를 모니터링하는 방법.
- 제1항에 있어서, 무극성 용매가 석유 에테르(PET)로 이루어진 군에서 선택되는 인산에스테르의 존재를 모니터링하는 방법.
- 제1항에 있어서, 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 분석이 약 5~10분 범위의 시간 동안 수행되는 인산에스테르의 존재를 모니터링하는 방법.
- 제1항에 있어서, 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 분석이 휴대용 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기로 이루어지는 인산에스테르의 존재를 모니터링하는 방법.
- 항공기의 제트 연료 중의 인산에스테르의 존재를 모니터링하기 위한 인라인 시스템으로, 상기 시스템은:
극성 용매와 무극성 용매를 함유하는 사전적재 시료 용기(preloaded sample vessel);
제트 연료 검사 시료;
상기 제트 연료 검사 시료를 사전적재 시료 용기로 이송하기 위한 이송 요소(tranfer element);
혼합물을 형성하기 위해 사전적재 시료 용기에서 제트 연료 검사 시료를 극성 용매 및 무극성 용매와 혼합하기 위한 교반 장치;
상기 혼합물에서 극성 용매를 분리하기 위한 분리 장치;
상기 분리 장치에 연결된 휴대용 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기; 및
인산에스테르의 실제 농도 수준과 비교하기 위한 순수 제트 연료 중의 인산에스테르의 교정 농도 표준;을 포함하고,
상기 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기는 상기 분리 장치로부터의 극성 용매를 수용하기 위한 수용 요소(receiving element)를 구비하여 상기 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기가 극성 용매를 분석하여 인산에스테르의 존재를 모니터링하고 인산에스테르의 실제 농도 수준을 얻을 수 있도록 되어 있는 제트 연료 중의 인산에스테르의 존재를 모니터링하기 위한 인라인 시스템. - 제11항에 있어서, 상기 시스템이 제트 연료 중의 1 ppm 미만의 농도 수준의 인산에스테르의 존재를 모니터링하는 인라인 시스템.
- 제11항에 있어서, 제트 연료 검사 시료가 항공기가 비행 중일 때 실시간으로 항공기에서 얻은 제트 연료를 포함하는 인라인 시스템.
- 제11항에 있어서, 극성 용매가 아세토니트릴(ACN)로 이루어진 군에서 선택되는 인라인 시스템.
- 제11항에 있어서, 무극성 용매가 석유 에테르(PET)로 이루어진 군에서 선택되는 인라인 시스템.
- 지상 기지 공항 연료 공급 시스템의 제트 연료 중의 인산에스테르의 존재를 모니터링하기 위한 휴대용 현장검사용 키트로, 상기 키트는:
극성 용매 및 무극성 용매를 함유하는 사전적재 시료 용기;
제트 연료 검사 시료;
상기 제트 연료 검사 시료를 사전적재 시료 용기로 이송하기 위한 이송 요소;
혼합물을 형성하기 위해 사전적재 시료 용기에서 제트 연료 검사 시료를 극성 용매 및 무극성 용매와 혼합하기 위한 교반 장치;
상기 혼합물로부터 극성 용매를 분리하기 위한 분리 장치;
상기 분리 장치에 연결된 휴대용 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기; 및
실제 인산에스테르의 농도 수준과 비교하기 위한 순수 제트 연료 중의 인산에스테르의 교정 농도 표준;을 포함하고,
상기 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기는 상기 분리 장치로부터의 극성 용매를 수용하기 위한 수용 요소를 구비하여, 상기 기체 크로마토그래피/질량 분광계 병행 기기가 상기 극성 용매를 분석하여 인산에스테르의 존재를 모니터링하고 인산에스테르의 실제 농도 수준을 얻을 수 있도록 되어 있는 제트 연료 중의 인산에스테르의 존재를 모니터링하기 위한 휴대용 현장검사용 키트. - 제16항에 있어서, 상기 현장검사용 키트가 제트 연료 중의 1ppm 미만의 농도 수준의 인산에스테르의 존재를 모니터링하기 위해 사용되는 현장검사용 키트.
- 제16항에 있어서, 제트 연료 검사 시료가 지상 기지 공항 연료 공급 시스템으로부터 제트 연료를 공급 받는 항공기에서 얻은 제트 연료를 포함하는 현장검사용 키트.
- 제16항에 있어서, 극성 용매가 아세토니트릴(ACN)로 이루어진 군에서 선택되는 현장검사용 키트.
- 제16항에 있어서, 무극성 용매가 석유 에테르(PET)로 이루어진 군에서 선택되는 현장검사용 키트.
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| SU114186A1 (ru) * | 1958-01-06 | 1958-11-30 | Ю.Ф. Жданов | Способ определени трибутилфосфата в смеси трибутилфосфат - керосин |
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| JPH10227778A (ja) * | 1997-02-17 | 1998-08-25 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | ジブチルフォスフェート及びモノブチルフォスフェートの定量法 |
| CN1271400C (zh) * | 2003-12-02 | 2006-08-23 | 厦门大学 | 蔬菜和水果中有机磷农药残留量的快速测定方法 |
| US8720499B2 (en) * | 2007-01-16 | 2014-05-13 | Fuel Guard Systems Corporation | Automated fuel quality detection and dispenser control system and method, particularly for aviation fueling applications |
| CN101082604A (zh) * | 2007-07-06 | 2007-12-05 | 中山大学 | 一种纺织品中有机磷农药残留的检测方法 |
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| Habboush et el:"Extraction-gas chromatographic method for the determination of organophosphorous compounds as lubricating oil additives"(1995년) * |
| Spila et al : "Determination of organophosphate contaminants in jet fuel"(1999년) * |
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