The Determination of C1 to C5 Hydrocarbons in Gas Streams Using the PerkinElmer Swafer Technology

Význam tématu

Rychlé a spolehlivé stanovení lehkých uhlovodíků (C1–C5) v plynných směsích je klíčové pro kontrolu kvality v rafineriích, průmyslovou analytiku i environmentální monitoring. Tradiční metody založené na balených kolonkách a mechanických ventilech často vyžadují dlouhé analytické časy a komplikované nastavení.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo vyvinout a demonstrovat novou kapilární GC metodu s technologií Swafer™ pro zpětné proplachování (backflushing), která zkrátí dobu analýzy na přibližně 5 minut a zlepší chromatografické rozlišení C1–C5 složek a oddělení C6+ frakce.

Použitá metodika

Pro analýzu se využívá tlakové vyvážené Swafer™ zařízení (Deansova technika) k řízení zpětného proplachu prekolonky. Metoda probíhá za izotermních podmínek, kdy:

• Vzorek se injektuje do split/splitless injektoru (25 µL loop, 3 mL/min nosného plynu).
• Prekolonka (15 m × 0,25 mm × 1,0 µm, non-polar) separuje C1–C5 složky a monitoruje se připojeným restriktorem.
• Po eluci C1–C5 se aktivuje zpětný proplach ke split ventu a detektoru (FID) pro kvantifikaci C6+ frakce.
• Analytická kolonka (30 m × 0,32 mm Al2O3 PLOT) pak separuje C1–C5 složky a jejich špičky detekuje FID.
• Celkový analytický cyklus včetně reekvilibrace trvá 5,4 minuty.

Použitá instrumentace

• Gas chromatograph: PerkinElmer Clarus® 680
• Oven: izotermní 160 °C
• Přepínací ventil: pneumatický rotary ventil s 25 µL loopem
• Detektor: Flame Ionization Detector (FID), 200 °C, Air 450 mL/min, H₂ 45 mL/min
• Backflush device: PerkinElmer S-Swafer v konfiguraci S6
• Kolonky: prekolonka Elite™-1 (15 m × 0,25 mm × 1,0 µm), analytická Al₂O₃ PLOT (30 m × 0,32 mm)

Hlavní výsledky a diskuse

• Doba analýzy zkrácena z ~20 min na 5,4 min.
• Možnost sledovat injekční plug, chromatografii prekolonky, zpětný proplach a separaci C1–C5 paralelně s jediným FID.
• Relativní standardní odchylky plochy špiček většiny složek byly menší než 0,5 % při 100 opakovaných injekcích.
• Systém prokázal vysokou opakovatelnost i při rychlé manipulaci tlaků a průtoků.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné zkrácení analytického času a zvýšení throughput laboratoře.
• Sledování C6+ frakce vestavěným backflush ventilem bez přepojování ventilů.
• Jednodušší údržba díky eliminaci mechanických ventilů v injektoru.
• Vhodné pro QA/QC v rafineriích, plynárnách a průmyslových laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další zkracování doby analýzy s využitím rychlých kapilárních kolon.
• Integrace s automatizovaným odběrem vzorků a online monitoringem.
• Využití pokročilých detektorů (MS, MS/MS) pro vyšší selektivitu.
• Implementace inteligentních algoritmů pro automatické zpracování dat.
• Rozvoj zelené chromatografie s nižší spotřebou nosného plynu.

Závěr

Návrh GC metody s Deans zpětným proplachem pomocí S-Swafer™ přináší rychlou a robustní analýzu C1–C5 uhlovodíků s vysokou přesností a opakovatelností. Izotermické podmínky a tlakové řízení umožňují plný analytický cyklus za 5,4 minuty a jednoduché kvantifikace i rozsáhlejších C6+ frakcí.

Reference

Nebyly uvedeny žádné externí literární zdroje.