Fast NGA System without He/H2 Analysis Nexis GC-2030 FNGA-II2 GC-2014 FNGA-II2

Význam tématu

Analýza složení zemního plynu a podobných plynů je klíčová pro stanovení fyzikálních vlastností, jako je výhřevnost či relativní hustota, a pro monitoring složek v průmyslové a laboratorní praxi. Rychlá a přesná chromatografická metoda umožňuje efektivní kontrolu kvality a optimalizaci výrobních i distribučních procesů.

Cíle a přehled studie

Cílem je představit systém hlavovité plynové chromatografie Shimadzu Nexis GC-2030 FNGA-II2 a GC-2014 FNGA-II2 určený pro rychlou analýzu přirozených plynů bez potřeby H2 či He. Studie demonstruje schopnost separace plynů od C1 až po C6+ v jediném běhu s celkovou dobou analýzy do 10 minut.

Použitá instrumentace

• Plynový chromatograf se čtyřmi ventily
• Pět balených kolonek a jedna kapilární kolona Rtx-1
• Detektor TCD pro trvalé plyny (O2, N2, CH4, CO, CO2, C2H6, H2S)
• Detektor FID pro uhlovodíky C3–C6+
• Software LabSolutions GC včetně modulů pro výpočet výhřevnosti a relativní hustoty

Použitá metodika

Vzorek je zaveden do dvou vzorkových smyček. Pomocí pre-kolony probíhá zpětné vyplavení frakce C6+ jako jedna špička. Hydrokarbonové frakce C3–C5 se separují na kapilární koloně Rtx-1 a detekují FID. Hlavní kolona odděluje skupinu Air+CO+CH4 na balené koloně MS-5A, poté je ventilem přepnuto eluce CO2, C2 a H2S na koloně P-Q s detekcí TCD.

Hlavní výsledky a diskuse

• Kvalitní rozlišení složek až po C6+ v čase ~10 minut
• Detekční limity v rozsahu 0,001–0,1 % podle složky
• Vysoká opakovatelnost výsledků pro robustní QA/QC provoz
• Shoda s normami ASTM D1945, ASTM D3588 a GPA 2261

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlé a spolehlivé kvantifikování jak trvalých plynů, tak uhlovodíků v jednom běhu. Vhodná je pro petrochemii, plynárenství i environmentální analytiku, kde jsou klíčové rychlost a přesnost.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s automatizovanými odběrovými systémy pro online monitoring
• Použití pokročilých datových analýz a strojového učení pro predikci vlastností vzorků
• Rozšíření metody o detekci dalších doprovodných nečistot (např. těkavých organických sloučenin)

Závěr

Navržený Shimadzu GC systém poskytuje rychlou, přesnou a normami ověřenou metodu pro komplexní analýzu zemních plynů. Kombinace více kolonek a detektorů maximalizuje efektivitu a rozšiřuje možnosti laboratorního nasazení.

Reference

• Shimadzu Corporation. System Gas Chromatograph Fast NGA System without He/H2 Analysis Nexis GC-2030 FNGA-II2, First Edition November 2017.
• ASTM D1945, Standard Test Method for Analysis of Natural Gas by Gas Chromatography.
• ASTM D3588, Standard Test Method for Total Sulfur in Light Hydrocarbons, Spark Ignition Engine Fuel, and Oils by Oxidative Combustion and Infrared Detection.
• GPA 2261, Standard Practice for Calculation of Gross Heat of Combustion of Natural, Associated, and Mixed Gases.