Parallel GC for Complete RGA Analysis

Význam tématu

Přesná a rychlá analýza složení rafinérních plynů je klíčová pro optimalizaci provozních procesů, zajištění kvality konečných produktů a efektivní využití plynné frakce jako paliva či suroviny.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo aktualizovat dřívější konfiguraci Agilent 7890A GC s třemi paralelními kanály přidáním pátého ventilu pro zpětné proplachování pozdně eluujících složek a zavedením samostatného TCD kanálu s dusíkem či argonem pro lepší detekci vodíku. Analýza nabízí kompletní stanovení permanentních plynů a uhlovodíků C1–nC6 během šesti minut pomocí jediné teplotní programace a tří simultánních detektorů.

Použitá metodika a instrumentace

Analytický princip založen na paralelní GC s následujícími prvky:

• Agilent 7890A GC s volitelným TCD (tři kanály) a FID kanálem
• 10portový ventil pro přepínání a zpětné proplachování (backflush)
• Předkolona DB-1 pro skupinové vyloučení C6+
• Kolony: HayeSep Q 80/100 mesh (kanály 1,2,4), molsieve 5A 60/80 mesh (kanály 3 a 5), DB-1, HP-PLOT Al2O3
• EPC modul pro elektronickou kontrolu tlaku
• Kapilární spojky Agilent union tubing pro optimální tvar píků
• Dva TCD kanály: jeden s heliem jako nosným plynem pro ostatní permanentní plyny, druhý s dusíkem/argonem pro vodík a helium
• FID kanál s alumina kolónou pro lehké uhlovodíky

Hlavní výsledky a diskuse

• Oddělení 22 izomerů C1–nC5 na HP-PLOT Al2O3 s rychlou elucí C6+ skupiny předkolonou
• Simultánní detekce N2, O2, CO2, CO a dalších permanentních plynů na TCD s heliem
• Vylepšená citlivost a linearita stanovení H2 (detekční mez 50 ppm) na druhém TCD s N2/Ar
• Analytický čas pod šest minut pro kompletní profil plynů
• Možnost stanovení H2S a COS rozšířením času o 3–4 minuty
• Systém splňuje normy ASTM D1945, D1946 a UOP 539

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné zkrácení analýzního času při zachování vysokého rozlišení
• Automatizované zpracování dat a generování reportů (mole %, hmotn %, obj %)
• Široké spektrum aplikací: atmosférické overheady, FCC overhead, palivové plyny, recirkulační plyny
• Snadná integrace do QA/QC prostředí rafinérií

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s hmotnostní spektrometrií pro rozšířenou identifikaci stopových složek
• Využití IoT a cloudových platforem pro on-line sledování a prediktivní údržbu
• Miniaturizace zařízení a rozšíření do mobilních analytických jednotek
• Pokročilá automatizace kalibrace a samodiagnostiky systému

Závěr

Přelomová konfigurace paralelní GC na přístroji Agilent 7890A poskytuje kompletní, rychlou a vysoce přesnou analýzu rafinérních plynů během šesti minut. Nízké detekční meze a automatizované reportování zajišťují efektivní kontrolu kvality a optimalizaci průmyslových procesů.

Reference

1. Wang C., Parallel GC for Complete RGA Analysis, Agilent Technologies Application Brief 5989-6103EN, 2007
2. ASTM D1945-03, Standard Test Method for Analysis of Natural Gas by Gas Chromatography, ASTM International, 2003
3. ASTM D1946-90 (2006), Standard Practice for Analysis of Reformed Gas by Gas Chromatography, ASTM International, 2006
4. UOP Method 539, Refinery Gas Analysis by Gas Chromatography, ASTM International