Analysis of Sulfur Compounds in Natural Gas Using the Agilent 490 Micro GC

Význam tématu

Zemní plyn je složitá směs inertních plynů a nízkomolekulárních uhlovodíků, často kontaminovaná sirnými nečistotami a obohacená o odoranty pro včasnou detekci unikajících plynů. Spolehlivá a rychlá identifikace a kvantifikace sirných sloučenin je klíčová pro bezpečnost provozu, ochranu majetku i životního prostředí a splnění přísných regulačních požadavků.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikace bylo ověřit schopnost přenosného mikroplynového chromatografu Agilent 490 s dvěma kanály (PoraPLOT U a CP-Sil 13 CB) efektivně oddělit a analyzovat hlavní sirné složky přítomné v zemním plynu, včetně H2S, COS, MM, DMS, TBM a THT, a to během minimální doby analýzy.

Použitá instrumentace

Analýza proběhla na přístroji Agilent 490 Micro GC (p/n G3581A) se dvěma kapilárními kolónami:

• Kanál 1: PoraPLOT U, délka 10 m
• Kanál 2: CP-Sil 13 CB (optimalizováno pro TBM)

Nosič: helium (130 kPa pro kanál 1, 255 kPa pro kanál 2).
Teploty kolón: 65 °C (PoraPLOT U), 80 °C (CP-Sil 13 CB).
Injekční časy: 50 ms (kanál 1), 110 ms (kanál 2).

Použitá metodika

Vzorek zemního plynu byl současně dávkován do obou kanálů chromatografu. Dvoukanálová separace umožnila paralelní analýzu uhlovodíků a sirných sloučenin. Celkový čas analýzy až do eluce n-nonanu nepřesáhl 300 s.

Hlavní výsledky a diskuse

• H2S a COS byly čistě odděleny od ethan a propanu na kolóně PoraPLOT U.
• TBM se selektivně separoval na CP-Sil 13 CB bez překryvu s ostatními složkami.
• THT byl rovněž spolehlivě detekován mimo spektrum vyšších uhlovodíků na CP-Sil 13 CB.
• V kalibrační směsi MM, EM, DMS, MES, DES došlo k dobrému rozlišení MM a DMS od matrix; EM, MES a DES však koeluovaly s vyššími uhlovodíky.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá a přesná analýza sirných nečistot a odorantů v rozmezí minut.
• Ultra-kompaktní a přenosné provedení pro on-site monitoring kvality plynu.
• Podpora rychlého rozhodování a řízení procesů díky výsledkům v reálném čase.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se vývoj nových stacionárních fází pro lepší rozlišení koeluujících sulfických sloučenin, integrace více detektorů pro paralelní multimodální analýzu a aplikace umělé inteligence pro automatizované vyhodnocení dat. Další rozšíření spočívá v online monitoringu průmyslových procesů a rozšíření na složitější plynové matrix.

Závěr

Přístroj Agilent 490 Micro GC s kolónami PoraPLOT U a CP-Sil 13 CB nabízí laboratořní kvality separace sirných složek v zemním plynu během několika minut. Metoda je ideální pro rychlou terénní i laboratorní kontrolu kvality plynu, přičemž hlavní výzvou zůstává úplné rozlišení některých vyšších sulfidů koeluujících s uhlovodíky.

Reference

• Brendemuehl B., van Loon R. Analysis of Sulfur Compounds in Natural Gas Using the Agilent 490 Micro GC. Agilent Technologies Application Note, 5991-1190EN, 2012.