Extended Refinery Gas Analyzer Nexis GC-2030ERGA2 GC-2014ERGA2

Význam tématu

Analýza složení rafinérských plynů je zásadní pro určení jejich výhřevnosti a relativní hustoty, stejně jako pro sledování klíčových komponent v průmyslových procesech. Přesné vyhodnocení komponent usnadňuje optimalizaci provozu, kontrolu kvality a zajištění bezpečnosti v rafinerii a plynárenském sektoru.

Cíle a přehled studie

Prezentovaný systém GC-2030ERGA2/GC-2014ERGA2 umožňuje kvantitativní analýzu plynů obsahujících O2, N2, CO, CO2, H2S a uhlovodíků C1–C13. Metoda poskytuje data potřebná pro výpočet fyzikálních vlastností vzorku a monitorování koncentrací složek během provozu.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda spoléhá na plynovou chromatografii se čtyřmi ventily a devíti kolónami včetně kapilárních a náplňových. Vzorek je rozdělen do čtyř dělicích objemů:

• Předkolóna pro zpětný flush C6+ jako jediný vrchol.
• Alumina kapilární kolóna pro separaci C3–C5 detekovaných FID.
• MS-5A kolóna pro O2, N2, CH4 a CO.
• Rtx-Q plot pro CO2, C2H2 a H2S detekované TCD.

Oddělené složky z Porapak-N jsou vedeny do druhé pece na Rtx-1 kolónu pro C6–C13 detekované FID. Čas analýzy je přibližně 30 minut. Metody ASTM D1945, D1946, D3588 a GPA-2261 jsou respektovány.

Další vlastnosti systému:

• Jedno TCD a dvě FID kanály pro simultánní analýzu.
• Split/splitless vstřikovač pro analýzu kapalných uhlovodíků.
• Druhá pec pro rozšíření analýzy až do C18.
• Jednoduché ovládání dual oven softwaru.

Hlavní výsledky a diskuse

Typické chromatogramy ukazují jasné a dobře rozdělené vrcholy pro jednotlivé uhlovodíkové řady C6–C13 na FID-1 a polaritně odlišné C1–C5 a ostatní plyny na FID-2 a TCD. Rozlišení isomerů, včetně i/n-C4H10 a C3H6, je dostatečné pro kvantitativní analýzu. Detekční limity se pohybují od 0,001 % u vyšších uhlovodíků až po 0,050 % u H2S v závislosti na složení vzorku.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje:

• Spolehlivý výpočet výhřevnosti a relativní hustoty plynů.
• Pravidelný monitoring kvality surovin a produktů.
• Rychlé diagnostické vyšetření v provozu rafinerií a plynárenského průmyslu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj směřuje k integraci s automatizovanými řídicími systémy, rozšíření detekční části až do C18 a adaptaci na interní IoT platformy pro online monitoring. Optimalizace softwaru pro prediktivní údržbu a strojové učení mohou vylepšit provozní efektivitu.

Závěr

Představený GC systém pro analýzu rafinérských plynů představuje komplexní a flexibilní řešení pro přesné stanovení rozmanitého spektra plynů a uhlovodíků. Díky modulární konfiguraci ventily, kolónám a detektorům lze dosáhnout vysokého rozlišení a spolehlivosti v průmyslovém prostředí.

Reference

• Shimadzu Corporation. System Gas Chromatograph Extended Refinery Gas Analyzer Nexis GC-2030ERGA2/GC-2014ERGA2. First Edition: November 2017.