One-Minute Natural Gas Analysis Using the Agilent 990 Micro GC Backflush-to-Detector Option

Význam tématu

Přesné a rychlé stanovení složení zemního plynu je klíčové pro kontrolu kvality, optimalizaci provozu a bezpečnost v plynárenství. Diagnostika pomocí mikro GC umožňuje minimalizovat dobu analýzy, což je zásadní pro on-line monitorování a rychlá rozhodnutí v laboratorním i průmyslovém prostředí.

Cíle a přehled studie / článku

Tento dokument demonstruje možnost jedminutové analýzy zemního plynu na platformě Agilent 990 Micro GC s využitím zpětného proplachu k detektoru (BF2D). Představuje dvoukanálovou konfiguraci zaměřenou na oddělení lehčích (C1–C2) a těžších (C3–C5) uhlovodíků s následným svazkovým detektem C6/C6-plus, čímž se významně zkrátí celkový čas měření.

Použitá metodika a instrumentace

• Mikro GC Agilent 990 s modulem BF2D
• Kanál 1: 40 cm kolona HayeSep A, přímý průtok pro N2, O2, CO2, CH4, C2H6, C3H8
• Kanál 2: 8 m kolona CP-Sil 5CB se zpětným proplachem k detektoru pro C3–C5 a C6/C6-plus
• Nosné plyn: helium
• Teplota injektoru: 110 °C; injekční objem: 40 ms; tlak na kolonu 1: 280 kPa; na kolonu 2: 150 kPa; teplota kolony 1: 80 °C; kolony 2: 72 °C
• Čas zpětného proplachu na kanálu 2: 7 s
• Software: OpenLab CDS/EZChrom/ChemStation, ProStation

Hlavní výsledky a diskuse

Kanál 1 dosáhl rozlišení N2, O2, CO2, CH4, C2H6 a C3H8 do 60 s, přičemž propan elutoval po 53 s a sloužil jako přemosťující složka mezi kanály.
Kanál 2 oddělil propan, butan, isobutan, pentan, isopentan a C6/C6-plus, přičemž C6-plus se detekuje jako negativní svazkový pík převrácený pro snadnou integraci.
Celková doba analýzy byla menší než 60 s s baseline rozlišením kritických komponent.
Opakovatelnost (20 běhů) ukázala RSD retence 0,005–0,1 % a RSD plošného integrálu 0,1–3,1 % v závislosti na koncentraci.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá analýza (≤ 1 min) umožňuje zvýšit produktivitu laboratoře a on-line monitoringu
• Složité těžké uhlovodíky (C6+) se detekují jako svazek s použitím response faktoru hexanu, což zjednodušuje kalibraci
• Menší spotřeba nosného plynu a nižší provozní náklady díky kratším dobám běhu

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další zkracování analýzy optimalizací kolonek a teplotního programu
• Automatizace kalibrací pro různé frakce C6–C9
• Integrace s procesním řízením a on-line datovými platformami
• Vývoj vícekanálových mikrokolonek pro současné monitorování širšího spektra plynů

Závěr

Dvoukanálové uspořádání Agilent 990 Micro GC s BF2D opcí umožňuje spolehlivou jedminutovou analýzu zemního plynu. Metoda kombinuje rychlé oddělení lehkých plynů na kanálu 1 a efektivní svazkovou detekci těžších uhlovodíků na kanálu 2 s vynikající opakovatelností. Oproti klasickým řešením přináší až 20 % zrychlení měření.

Reference

1. Agilent Technologies Application Note 5994-1040EN (2019). Fast Analysis of Natural Gas Using the Agilent 990 Micro GC Natural Gas Analyzer.
2. Agilent Technologies Application Note 5991-9401EN (2018). One-Minute NGA Analysis Based on a Backflush-to-Detector Channel.