Use of the New 5973 inert for Determination of Low-Level Volatile Sulfur in Gaseous Streams

Význam tématu

Vážení heterocyklické a organosírové sloučeniny v plynných směsích představují důležitý parametr ve výrobě paliv a petrochemickém průmyslu. Nízkokoncentrované (ppb) sloučeniny síry mohou katalyticky kontaminovat procesy nebo ovlivnit kvalitu produktů, proto je přesné měření zásadní pro řízení kvality a plnění přísných regulatorních požadavků.

Cíle a přehled studie

Autoři demonstrovali použití nově vylepšeného inertního zdroje detektoru 5973 MSD spárovaného s plynovým chromatografem Agilent 6890N jako alternativu ke standardním selektivním detektorům síry (FPD, PFPD, SCD). Studie si klade za cíl optimalizovat citlivost, selektivitu a symetrii píků při analýze osmi nízkomolekulárních sírových látek ve různých plyných matricích (helium, přírodní plyn, rafinérní plyn, propylén), zejména při detekci v podppb až ppm rozsahu.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu standardních plynů a vzorků byl nasazen dynamický blendovací systém s moduly Aux EPC a deaktivovanou volatiles interface.

• Chromatograf: Agilent 6890N GC s pevným plynovým tokem (1,9 mL/min helium).
• Vstupní modul: Siltek 6-port gas sampling valve, trubky a smyčka 0,5 cc Siltek.
• Kolona: DB-1, 60 m × 0,32 mm × 5 µm.
• Detektor: Inertní MSD Agilent 5973 s deaktivovaným zdrojem, drawout lens 3 mm, síťové napětí EM BFB.U, hmotnostní rozsah 33–100 amu (scan) nebo 12–100 amu (SIM).
• Teplotní program: 40 °C (5 min) → 270 °C (25 °C/min, 2 min).
• Režimy akvizice: Scan i SIM s optimalizovanými ionty pro minimalizaci rušení z uhlovodíků.

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrace osmi sírových látek (H2S, COS, MeSH, EtSH, DMS, CS2, t-BuSH, THT) prokázala lineární odezvu r2>0,992 v heliu i v přírodním plynu v rozsahu 21–3600 ppb (helium) a 88–1170 ppb (přírodní plyn). Režim SIM s pevným časováním iontů (dwell 100 ms) zajistil vysoké S/N a potlačil koeluce především u COS s propylénem či propanem. Pomocí poměru ploch (COS v propylénu/heliu) bylo doloženo potlačení signálu jen o 23 %, což umožňuje kvantifikaci i u silně koeluujících párů látek. Díky inertnímu zdroji a 3 mm drawout lens byly detekční limity v řádu jednotek ppb bez výrazného okraje nízké linie kalibrace.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje spolehlivou kvantifikaci stopových sírových látek v různých průmyslových plynech bez výrazného rušení z uhlovodíků. Inertní MSD zajišťuje dlouhodobou stabilitu a symetrii píků u adsorpčně aktivních analyzovaných sloučenin. Díky mínimu vzájemného rušení se uplatní v QA/QC laboratořích petrochemických závodů, v monitoringu kvality plynných surovin i finálních produktů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj inertních zdrojů a pokročilých SIM strategií (více kvalifikačních iontů, AutoSIM) přinese ještě lepší citlivost, selektivitu a rychlejší analýzu. Integrace s online blendovacími a rozhraními pro měření reálných procesních toků otevře cestu k real-time monitoringu kvality plynů ve výrobě.

Závěr

Nový inertní MSD 5973 ve spojení s 6890N GC poskytuje robustní, citlivou a selektivní platformu pro analýzu nízkomolekulárních sírových sloučenin v plynných matricích. Optimalizovaná SIM metodika umožňuje detekci i kvantifikaci v rozsahu ppb, a to i při koeluci s uhlovodíky, čímž nahrazuje nebo doplňuje tradiční selektivní detektory síry.

Reference

• Firor R.L., Quimby B.: Comparison of Sulfur Selective Detectors for Low Level Analysis in Gaseous Streams, Agilent publ. 5988-2426EN (2003).
• Firor R.L., Quimby B.: Automated Dynamic Blending System for Agilent 6890 GC: Low Level Sulfur Detection, Agilent publ. 5988-2465EN (2003).
• Firor R.L., Quimby B.: Analysis of Trace Sulfur Compounds in Beverage Grade Carbon Dioxide, Agilent publ. 5988-2464EN (2003).
• Firor R.L.: Volatile Sulfur in Natural Gas, Refinery Gas, and Liquefied Petroleum Gas, Agilent publ. 5988-2791EN (2003).
• Szelewski M., Wilson B., Perkins P.: Improvements in Agilent 6890/5973 for USEPA Method 8270, Agilent publ. 5988-3072EN (2003).
• Prest H., Peterson D.W.: New Approaches to GC/MS SIM Acquisition and Quantitation, Agilent publ. 5988-4188EN (2003).