Phân tích mở rộng khí tự nhiên và chất lỏng khí tự nhiên
Giới thiệu
Phân tích khí tự nhiên thường liên quan đến việc định lượng nitơ, carbon dioxide và C1 thông qua các hydrocacbon C5 như các thành phần riêng lẻ, trong khi các hydrocacbon C6 và nặng hơn được kết hợp và đo dưới dạng một đỉnh duy nhất (C6 +). Mở rộng phân tích để thu được sự phân hủy thành phần của nhóm C6 + có thể cung cấp thông tin có giá trị, đặc biệt là đối với các mẫu khí giàu (những mẫu cao hơn ở thành phần cuối nặng hơn).
Hệ thống được mô tả ở đây được thiết kế để phân tích mở rộng khí tự nhiên và chất lỏng khí tự nhiên (khí hóa lỏng dưới áp suất) lên đến C16 hoặc cao hơn. Nó cung cấp các yêu cầu của phương pháp GPA 2286 (khí) và 2186 (chất lỏng).
Nó cũng bao gồm việc xác định oxy và hydro sunfua ngoài các thành phần được đề cập ở trên. Các khí nhẹ bao gồm hydro sunfua được phân tách đẳng nhiệt bằng cách sử dụng các cột đóng gói và được đo bằng máy dò độ dẫn nhiệt (TCD). Các hydrocacbon, mêtan qua các thành phần cuối nặng, được tách ra bằng cột mao quản bằng cách sử dụng lập trình nhiệt độ và được đo bằng máy dò ion hóa ngọn lửa (FID).
Hình 2: Các khí vĩnh cửu trên kênh TCD
Thực nghiệm
Như minh họa trong Hình 1, để phân tích khí tự nhiên (phương pháp GPA 2286), van 14 cổng (V1) cung cấp bơm mẫu đồng thời vào từng cột trong số ba cột. Hai trong số này chảy trực tiếp vào rây phân tử và cột polyme xốp, dòng còn lại qua bộ phun tách vào cột mao quản.
Ban đầu, sàng phân tử được lựa chọn bởi van V2 để tách oxy và nitơ, chúng được đo bằng SCION TCD. Quá trình rửa giải các thành phần mẫu từ cột polyme xốp được làm chậm bằng ống rỗng để có thời gian rửa giải nitơ từ rây phân tử. Sau khi rửa giải nitơ, van V2 được chuyển trực tiếp sang dòng chảy polyme xốp đến máy dò, để đo nitơ (cộng với oxy nếu có), mêtan, carbon dioxide, etan và hydro sunfua. Điều này cũng làm cho sàng phân tử bị tràn ngược để thông hơi để loại bỏ các thành phần nặng hơn.
Hình 3: Phân tích hydrocacbon mở rộng trên kênh FID
Việc phân tách cột được đóng gói được hoàn thành trong khoảng 7 phút. Lập trình nhiệt độ được bắt đầu sau 6 phút. để rửa giải các hydrocacbon nặng hơn ra khỏi cột mao quản. Các hydrocacbon nặng hơn trong polyme xốp cũng được rửa giải trong quá trình lập trình nhiệt độ mà không cần đo, vì vậy cột này sẵn sàng cho phân tích tiếp theo ngay sau khi phân tích hiện tại hoàn thành.
Sắc ký đồ kênh TCD được hiển thị trong Hình 2, trong khi sắc ký đồ FID được hiển thị trong Hình 3. Vì tất cả các thành phần được đo từ hiệu quả của một lần tiêm, một phép tính đơn giản cung cấp thông tin định lượng đầy đủ mà không cần đến các thành phần “cầu nối”..
Tùy chọn có sẵn
Phần cứng của hệ thống Khí tự nhiên C có thể được nâng cấp với một số tùy chọn:
Đối với chất lỏng khí tự nhiên (GPA Method 2186), có thể lắp đặt van lấy mẫu chất lỏng kép 8 cổng tùy chọn. Thao tác này bơm đồng thời hai mẫu, một mẫu vào polyme xốp, mẫu còn lại vào cột mao quản. Cột rây phân tử không được sử dụng vì không cần tách oxy / nitơ trên các mẫu hóa lỏng.
Trong những trường hợp cần định lượng hàm lượng Helium và- / hoặc Hydrogen, một kênh cột được đóng gói bổ sung có thể được thêm vào. Điều này bao gồm một van Injection + Backflush khác, các cột được đóng gói và TCD hoạt động với nitơ carriergas. Xem hình 4 bên dưới.
Thay vì thêm kênh He / H2 *) cũng có thể thêm kênh lưu huỳnh thấp chuyên dụng. Kênh này bao gồm bộ tách khí GSV, S / SL hoặc mini, cột mao quản và đầu dò PFPD hoặc SCD. Kênh này có thể cung cấp thông tin chi tiết về nội dung của hydro sunfua, cacbonyl sunfua và mercaptan. Xem hình 5.
Độ nhạy của máy dò dễ dàng vượt quá yêu cầu của các phương pháp luận về khí tự nhiên hiện tại.Ngoài ra, sắc ký đồ chỉ ra rõ ràng rằng hydro sulfua có thể phát hiện được xuống dưới 100 ppm trên TCD và dưới 1 ppm trên kênh bổ sung với PFPD.
Phần kết luận
Các kết quả thu được chứng minh rằng máy phân tích Khí tự nhiên C của Scion Instruments này đáp ứng các tiêu chí quy định trong các phương pháp liên quan. Máy phân tích không chỉ mạnh mẽ mà còn linh hoạt. Các kênh bổ sung, chẳng hạn như kênh lưu huỳnh, có sẵn để đáp ứng các yêu cầu.
