Analysis of Fischer-Tropsch Syngas and Tail Gas with the Agilent 990 Micro GC

Význam tématu

Analýza syngasu a tail gas z Fischer-Tropsch procesu je klíčová pro optimalizaci výroby paliv a chemikálií, sledování stavu katalyzátoru a řízení energetické účinnosti. Detailní povědomí o složení plynného výstupu umožňuje včasné zásahy a recyklaci nevyužitých složek, snižuje provozní náklady a ekologickou stopu.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo ověřit schopnosti přístroje Agilent 990 Micro GC pro rozdělení a kvantifikaci N2, H2, CO, CO2 a C1–C8 uhlovodíků v čase kratším než 4 minuty. Studie porovnala čtyřkanálovou a zjednodušenou tříkanálovou konfiguraci vůči konvenčním GC metodám.

Použitá metodika a instrumentace

Byly testovány dvě konfigurace Agilent 990 Micro GC:

• Čtyřkanálová: CP-Molesieve 5Å s 3 m precolumn (Ar, TCD) pro C1–C2, CP-PoraPLOT U pro CO2 a C2, CP-Al2O3/KCl pro C3–C5 isomery a 8 m CP-Sil 5CB pro C6–C8.
• Tříkanálová: CP-Molesieve 5Å, CP-PoraPLOT Q, CP-Sil 5CB; odstraněna Al2O3 kolona.

Provozní podmínky zahrnovaly nezávislé teploty (60–120 °C) a tlaky (100–250 kPa) na každé trase, zpětné proplachování kanálů pro odfiltrování CO2 a precolumn pro udržení rozlišení.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosáhla celkové doby analýzy pod 4 minuty. Retenční čas (%RSD) byl u většiny komponent nižší než 0,25 %, plocha (<1 %) s výjimkou 1,3-butadienu (2,5 %). Čtyřkanálová konfigurace poskytla lepší rozlišení C3–C5 izomerů, tříkanálová nabídla ekonomičtější provoz bez výrazného snížení kvality výsledků.

Přínosy a praktické využití metody

Rychlá analýza zkracuje časy odezvy při řízení procesu, minimalizuje spotřebu plynů a energie a usnadňuje údržbu díky modulárnímu uspořádání kanálů. Vhodné pro online monitoring výroby F-T paliv, zpětné využití tail gas a kontrolu stability katalyzátorů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s online datovou analýzou a prediktivní údržbou katalyzátorů.
• Další miniaturizace pro přenosné nebo mobilní aplikace v provozních podmínkách.
• Kombinace s hmotnostní spektrometrií pro rozšířenou selektivitu a citlivost.

Závěr

Agilent 990 Micro GC je efektivní nástroj pro rychlou a přesnou analýzu syngasů a tail gas z Fischer-Tropsch procesu. Čtyřkanálové uspořádání maximalizuje rozlišení lehkých uhlovodíků, tříkanálová varianta přináší úsporu nákladů při zachování robustních výkonových parametrů.

Reference

• Bu, L-K; Xin, D-W; Chang, S-P; Lian, Y-C. Rapid Determination of Permanent Gas, C1–C9 Olefins and Alkanes in Fischer Tropsch Synthesis Gas by GC. Chemical Industry Management 2021.