Downstream Petrochemical Processes - Application Compendium

Význam tématu

Petrochemické suroviny jsou základem širšího spektra produktů denní spotřeby i průmyslových aplikací – od plastů a vláken až po baterie a obnovitelné zdroje energie. Kvalitní a spolehlivá analýza meziproduktů a konečných výrobků je kritická pro zajištění souladu s normami, optimalizaci výrobních procesů a minimalizaci environmentálních dopadů.

Cíle a přehled studie / článku

Tento kompendium představuje portfolia inteligentních kapalinových chromatografů (GC) společnosti Agilent navržená pro downstream petrochemii a související obnovitelné zdroje energie. Cílem je nabídnout přehled metod a instrumentace pro přesné stanovení jak hlavních složek (ethylen, propylene, monomery), tak stopových nečistot (sirovodík, arsany, permanentní plyny) v různých typech vzorků.

Použitá metodika a instrumentace

Analytické metody kombinují klasickou plynovou chromatografii s inteligentními funkcemi a detekčními technikami:

• Agilent 8890 GC: dual-core procesor, dálkové připojení, diagnostika, rozšířitelné konfigurace.
• Agilent 8860 GC: spolehlivý pro rutinní analýzy, až tři detektory, dotykový displej a webový přístup.
• Agilent 990 Micro GC: modulární design, až čtyři kanály, mikro TCD pro nízkou spotřebu nosného plynu.
• Detektory: FID, FPD, SCD, NCD, PDHID, MSD s vysokým efektivity zdrojem (HES), purge-oven pro vysokočisté plyny.
• Kolony: PLOT Al₂O₃/KCl, MolSieve, Innowax, HP-5ms, CFT spojení s inertními zlatými ferrulemi.
• Vzorkovací techniky: headspace, MHE, HP-LI, Deans switch 2D GC, kapilární a kolónové trapy pro stopové analýzy.

Hlavní výsledky a diskuse

Analytické protokoly pokrývají široké spektrum aplikací:

• C1–C6 uhlovodíky v ethylenu a propylenu: separace izomerů, rychlá doba analýzy (7–20 min), detekce stop acetylenu, CO/CO₂, arsinu, fosfinu, sirných sloučenin, permanentních plynů.
• Polymery: stanovení reziduálních monomerů a rozpouštědel v polystyrenu, polypropylénu a polyethylénu headspace MHE metodou s RSD < 5 %.
• Ethylenglykol, dimethylkarbonát, methanol: vysokosenzitivní FID s vynikající opakovatelností, limit detekce v ppm úrovních.
• Acrylic acid a acryláty: čistota, stopové aldehydy, kyseliny a esterové vedlejší produkty na jediné kolóně.
• ABS a akrylonitril: separace stopových znečišťujících látek (butadien, acetonitril, styren, benzén) pomocí speciálních kolon, mode-switch 2D GC.
• 1,4-Butandiol (BDO): analýza butyndiolu, fosfinu a H₂S v acetylenové trase, FPD s rychlou odezvou.
• Oxidy: ethylenoxid a propylénoxid – rychlá analýza nečistot i ve vodě (FID/TCD).
• PTA: čistota p-xylenů, separace acetátů na kapilární kolóně s retenčním time locking.
• MTBE: jednosloupcové i heart-cut GC se zlatými ferrulemi pro nulovou ztrátu, rozlišení C4 frakcí.
• Li-ion baterie: 990 Micro GC pro detekci rozkladových plynů (H₂, CO₂, Cx), GC/MS(D-QTOF) pro elektrolyty.
• Biodiesel a bioplyn: stanovení glycerinu, FAME, metanolu, plynů z pyrolyzy a bioplynu v časech < 3 min.
• Vodík pro FCV: stopové sulfidy, formaldehyd, halogeny, Ar, N₂, Cx, CO/CO₂ dle ISO 14687 a GB/T 37244.

Přínosy a praktické využití metody

Spojení inteligentních funkcí a robustní platformy přináší:

• Minimalizaci prostojů díky prediktivní diagnostice a snadné údržbě.
• Zvýšenou spolehlivost výsledků s nízkými RSD a LOD v řádech ppb–ppm.
• Rychlé nasazení validovaných metod dle ASTM, EN, ISO a národních norem.
• Flexibilitu konfigurace pro různorodé aplikace od ropného průmyslu po bio- a vodíkovou ekonomiku.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávaný další rozvoj zahrnuje:

• Integraci umělé inteligence pro automatizovanou optimalizaci metod a interpretaci dat.
• Internet věcí (IoT) a cloudové propojení pro vzdálený monitoring výkonu a udržitelnost dat.
• Miniaturizaci a mobilní analyzátory pro rychlé polní měření při těžbě a dopravě.
• Rozšíření portfolia pro pokročilé biorefinérie a dekarbonizační procesy.

Závěr

Portfolio inteligentních plynových chromatografů Agilent představuje komplexní řešení pro downstream petrochemii a související odvětví obnovitelné energie. Kombinace vyspělých detekčních technik, modulární konstrukce a inteligentních algoritmů napomáhá ke stabilní kvalitě, vyšší produktivitě a zajištění souladu s nejpřísnějšími normami.

Reference

1. The Future of Petrochemicals – Analysis, IEA