Analysis of Sulphur Compounds in Various Liquefied Petroleum Gases

Analýza sirných sloučenin v LPG pomocí dvoukanálové GC-PFPD

Význam tématu

Sledování a kvantifikace nízkých koncentrací sirných sloučenin (H₂S, COS, merkaptany) v kapalných ropných plynech je klíčové pro zajištění kvality paliv a ochranu katalyzátorů v průmyslových procesech. Neutrální analytický systém zabraňuje adsorpci a ztrátám sloučenin, zatímco vysoce selektivní detektor zaručuje citlivé stanovení i v přítomnosti velkého množství uhlovodíků.

Cíle a přehled studie

Cílem aplikace bylo vyvinout a validovat analytickou metodiku pro simultánní stanovení H₂S, COS a řady merkaptanů v LPG při stopových úrovních. Metoda využívá GC se dvěma paralelními kanály, z nichž každý je vybaven pulzním fotometrickým detektorem pro síru (PFPD).

Použitá instrumentace

• plynový chromatograf SCION 456 s dvoukanálovou konfigurací
• kanál A: nekotník SCION-5, 30 m × 0,32 mm × 5 µm, teplota 220 °C, split 1:30
• kanál B: stacionární fáze BOND Q, 25 m × 0,32 mm, teplota 220 °C, split 1:20
• PFPD v režimu detekce síry při 200 °C, přívody vzduchu a vodíku
• carrier helium 2 mL/min
• vzorkovací systém s Ultimetal povrchem a mikro-gasifikátorem pro plnou plynnost vzorku

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrace s referenční směsí prokázala lineární odpověď a vysokou selektivitu. Na nekotníku (kanál A) došlo ke koeluci propanu s COS, avšak H₂S a ostatní merkaptany byly čistě rozlišené. Na polárním stacionárním materiálu (kanál B) se podařilo oddělit COS a všechny merkaptany bez interference. V analýze surového propanu se potvrdila vysoká citlivost kanálu A pro H₂S a merkaptany, zatímco v případě butanu bylo měthylmerkaptanové spektrum z důvodu koeluce na kanále A přesunuto k analýze na kanál B. Opakovatelnost (15 měření) vykázala RSD pod 2,5 % pro všechny sledované sloučeniny.

Přínosy a praktické využití metody

• přímé napojení LPG bez předúpravy vzorku
• inertní vzorkovací cesta minimalizuje ztráty S-sloučenin
• dva kanály poskytují flexibilitu při analýze různých typů suroviny (propan vs. butan)
• vysoká citlivost a selektivita PFPD vhodná pro QA/QC a environmentální monitorování

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozvoj směřuje k rozšíření analýzy o další heteroatomové sloučeniny, automatizaci kalibrace a online monitoring plynných paliv. Další miniaturizace a integrace do procesních linek umožní nepřetržité sledování kvality LPG v reálném čase.

Závěr

Navržená dvoukanálová GC-PFPD metoda poskytuje spolehlivou a opakovatelnou analýzu stopových sirných sloučenin v LPG. Díky inertnímu vzorkovacímu systému a optimalizované konfiguraci kolony a detektoru je dosaženo vysoké citlivosti a selektivity bez nutnosti složité předúpravy vzorku. Metoda přináší vyšší flexibilitu pro různé typy palivových směsí a splňuje požadavky na kvalitu a environmentální standardy.