ЗАО СКБ...

Методы анализа природного газа с использованием ГХ «Хроматэк Кристалл»

Соответствие требованиям новых стандартов ГОСТ Р ИСО(газ горючий природный)

ЗАО СКБ «Хроматэк»2009г.

Новые национальные стандарты для анализа газа горючего природного

• ИСО 10715:1997 «Газ природный. Руководство по отбору проб»• ГОСТ 31371.1—2008 (ИСО 6974–1:2000) – ГОСТ 31371.6—2008 (ИСО 6974–6:2002) «Газ природный. Определение состава методом (ИСО 6974–6:2002) «Газ природный. Определение состава методом газовой хроматографии с оценкой неопределенности»

• ГОСТ 31371.7— 2008 «Газ природный. Определение состава методом газовой хроматографии с оценкой неопределенности»

• ГОСТ 31369—2008 (ИСО 6976:1995) «Газ природный. Вычисление теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббена основе компонентного состава»

Вариант 1.

Хроматограф дорабатывается для возможности использования второго газа-носителя (аргона) с целью определения водорода и гелия.

Модернизация существующего оборудования

ГОСТ 31371.3—2008 (ИСО 6974–3:2000) Определение водорода, гелия, кислорода, азота, диоксида углерода и углеводородов до С8 с использованием двух насадочных колонок

целью определения водорода и гелия.Определение: He, H2, N2, O2, CO2, С2…С5, С6+ суммарным пиком (при наличии крана обратной продувки). В соответствии с ГОСТ Р (ISO 6974) кислород определяется от 0,02%, предел обнаружения по кислороду для детектора ДТП при использовании аргона в качестве газа-носителя составляет 0,004%.

Вариант 2.

Предварительно оценивается необходимость доработки по результатам расчета метрологических характеристик по ГОСТ Р ИСО



характеристик по ГОСТ Р ИСО При необходимости проводится модернизация хроматографов с целью улучшения метрологических характеристик: замена кранов, замена газовых линийУстанавливается новое сертифицированное специализированное программное обеспечение, расчетная часть соответствует ГОСТ Р ИСО6976, совместимое со всеми предыдущими версиями программного обеспечения Хроматэк Аналитик.


Метрологические характеристики после доработки вариант 1:


Метрологические характеристики после доработки вариант 2:


Программирование термостата колонок

Новое оборудование: газовые хроматографы серии Хроматэк Кристалл 5000

Комплектация 1: Два детектора по теплопроводности, два крана, три хроматографическиеколонкиколонки

� 2 газа носителя (Гелий, Аргон) определение в ГГП: He, H2, N2, O2, CO2, С2…С5 и псевдо-С6+(или С6+, С7+, С8+)� без определения Не и Н2 используется один газ-носитель

Комплектация 2: Три детектора по теплопроводности, три крана, четыре хроматографические колонки.Хроматографы апробированы у Заказчика, разработана МВИ и эксплуатируются с 2005 года.

Одинаково высокая чувствительность по всем определяемым компонентам� без определения Не и Н2 два детектора по теплопроводности, два крана, три хроматографические колонки


Программирование термостата колонок

Хроматэк Кристалл 5000.2

Хроматэк Кристалл 5000.1

Газовая схема хроматографапрограммирование термостата колонок (комплектация 2)

� Газ- носитель гелий, определение N2, O2, CO2, С2…С5 и псевдо-С6+(или С6+, С7+, С8+)

� Газ- носитель аргон определение He, H2

Кр3

КН1

Кр1

РРГ10

КН2

ДТП1РРГ10

Ввод пробы

Сброс пробы

КН3ДТП2

РРГ10

ДТП3КН3

He

He

He

� Во все комплектации хроматографов возможна установка детектора ПИД

� без определения Не и Н2 газовая схема содержит два детектора по теплопроводности, два крана, три хроматографические колонки

КН3

Ввод пробы

Сброс пробы

Кр2

РРГ10

РРГ10

Ar

Ar

ГОСТ 31371.4—2008 (ИСО 6974–4:2000) Определение азота, диоксида углерода и углеводородов С1-С5 и С6+…с использованием двух колонокГОСТ 31371.5—2008 (ИСО 6974–5:2000) Определение азота, диоксида углерода и углеводородов С1-С5 и С6+… с использованием трех колонокИзотермический режим термостата колонок

Комплектация 3:

Два (или три в зависимости от Два (или три в зависимости от необходимости определять Не и Н2) детектора по теплопроводности, три (или четыре) крана, четыре (пять) хроматографических колонок

Газовая схема хроматографа

Изотермический режим термостата колонок (полная комплектация)

� Газ- носитель гелий определение N2, O2, CO2, С2…С5 и псевдо-С6+(или С6+, С7+, С8+)

� Простое подключение газа-носителя аргона (без переделки газовой схемы) определение He, H2, с сохранением чувствительности по кислороду, азоту


Изотермический режим термостата колонок (полная комплектация)

� Оптимизирован расход гелия 45мл/мин

� Цикл анализа от 6 до 20 мин

� Без определения Не и Н2 газовая схема содержит два детектора по теплопроводности, три крана, три хроматографические колонки

ГОСТ 31371.6—2008 (ИСО 6974–6:2000) Определение водорода гелия, кислорода, азота, диоксида углерода и углеводородов с использованием трех капиллярных колонок

Комплектация 4 (два хроматографаХроматэк- Кристалл 5000):

ПИД, ПИД с метанатором, ДТП, два крана 6-портовых, колонки капиллярные • DB-1• СР-Molsieve 5A• СР-PoraPLOT Uв двух независимых программируемых термостатах

Реализация на капиллярных колонках

Комплектация 4 (два хроматографа Хроматэк- Кристалл 5000): ПИД, ПИД с метанатором, ДТП, два крана 6-портовых, два крана 6-портовых, колонки капиллярные:• DB-1• СР-Molsieve 5A• СР-PoraPLOT U

Переключение

на элементах Дина для исключения загрязнений

колонок


реализация на капиллярных колонкахDB-1 - ПИД

5 10 15 20 25 мин

70000

60000

50000

40000

30000

20000

10000

0

ПИД-1, мВ Время, минКомпонент

ПИД-1 [50.1]

5.943|CH4

6.461|

6.619|C2H6

7.966|C3H8

9.653|i-C4H10

10.744|C4H10

11.282|neo-C5H12

13.492|i-C5H12

14.437|C5H12

18.287|C6H14

19.741|

20.743|Бензол

21.847|C7H16

24.442|Толуол

25.166|C8H18


реализация на капиллярных колонкахР-Molsieve 5A – ДТП и СР-PoraPLOT U метанатор-ПИД

2200

2100

2000

1900

1800

1700

ДТП-1, мВ Время, минКомпонент

ДТП-1

9.592|гелий

10.057|водород

22.516|метан

[Тк]

10 15 20 25 мин

1700

1600

1500

1400

1300

1200

1100

9.592|гелий

12.665|кислород

18.229|азот

0 5 10 15 20 25 мин

125000

100000

75000

50000

25000

ПИД-2, мВ Время, минКомпонент

ПИД-2

5.704|Диоксид углерода

6.922|Этан

Шт4

Шт3

Шт1

Шт2

Шт6

Шт5

Шт10

Шт9

Шт8

Шт7

Реализация на капиллярных колонках

метрологические характеристики

Комплектация 4 (два хроматографа Хроматэк- Кристалл 5000):

ПИД, ПИД с метанатором, ДТП, два крана 6-портовых, колонки капиллярные • DB-1 • СР-Molsieve 5A• СР-PoraPLOT Uв двух независимых программируемых термостатах

Конструктивное исполнение кранов

� Краны производства СКБ Хроматэк

Электропривод

Термостат

Заключение

Комплектация №1 наиболее близка по используемой газовой схеме к имеющемуся парку лабораторного оборудования, указанному в ГОСТ Р ISO:

Детектор ПИД при низких концентрациях компонентов выше С6 применяется пользователями только в тех случаях, когда чувствительности детектора ДТП недостаточно для рутинно анализируемых проб газа горючего природного

Комплектация №2 (при программировании термостата колонок) имеет одинаково высокую чувствительность по всем определяемым компонентам и наименьшую сложность реализации без определения Не и Н2 комплектация включает два детектора по теплопроводности, два крана, три хроматографические колонки

Комплектация №3 (при изотермическом режиме термостата колонок) дает аналогичную информацию, как и имеющийся на сегодняшний день парк лабораторного оборудования, за исключением того, что гексан+высшие определяются суммарным пиком, при этом оборудование более сложно в аппаратном исполнении, а как следствие более дорого. Комплектация №3 в оригинале текста ISO ориентирована на применение в потоковых хроматографах. ЗАО СКБ Хроматэк предлагает комплектацию, оптимизированную по стоимости и по эксплуатационным затратам (запчасти, расходы газа-носителя)

Комплектация №4 (реализация на капиллярных колонках) является дорогостоящим исполнением, позволяет определять непредельные компоненты, но применение в линейных лабораториях является неоправданным

50

0

-50

ДТП-2, мВДТП-2ДТП-1

3.639|азот

0.595|

1.351|двуокись углерода

1.966|этан

6.058|пропан

Хроматограммы анализа газа горючего природного

ГОСТ 23781, ГОСТ Р ИСО 6974. Колонки: NaX, Hayesep N

0 5 10 15 20 25 мин

-100

-150

-200

-250

-300

-350

-400

-450

-500

-550 2.026|кислород

11.153|

17.117|

0.103|


6.058|пропан

9.899|и-бутан

10.609|н-бутан

12.807|нео-пентан

14.403|и-пентан

15.104|н-пентан

16.196|С6-1

20.411|С6-2

22.297|С6-3

23.200|С6-4

24.356|н-С6

350

300

250

ДТП-1, мВДТП-1ДТП-2

0.635|


2.117|этан

6.332|пропан

3.884|азот


ГОСТ 23781, ГОСТ Р ИСО 6974. Колонки: NaX, Hayesep R

0 5 10 15 20 25 мин

200

150

100

50

0

-50

-100

-150

-200

-250


6.332|пропан

10.079|и-бутан





14.957|С6-1

16.338|С6-2

16.831|С6-3

17.052|С6-4

17.299|н-С6

17.994|бензол

19.093|С7-1

19.945|С7-2

20.552|н-С7

21.169|С8-1

22.039|толуол

23.460|С8-2

24.706|С8-3

26.002|н-С8


1400

1350

1300

1250

ДТП-2, мВ Время, минКомпонент

10.412|

1.255|

2.131|CO2

2.730|этан


ГОСТ 23781, ГОСТ Р ИСО 6974. 3 детектора ДТП. Элюирование С6+ одним пиком

0 2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20 22.5 мин

1200

1150

1100

1050

1000

950

900

850

800

750

700

650

600

550

500

450

0.963|гелий

1.305|водород

7.373|

2.131|CO2

6.051|С6+

8.977|пропан

16.429|изобутан



21.313|изопентан



2.591|азот

ЗАО СКБ Хроматэк г.Йошкар-Ола, www.chromatec.ru

Спасибо за внимание!

ЗАО СКБ...

Documents