Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
A multidimensional gas chromatography method for the analysis of dissolved hydrogen sulfide in liquid crude oil samples is presented. A Deans switch is used to heart-cut light sulfur gases for separation on a secondary column and detection on a sulfur chemiluminescence detector.
Способ анализа растворенного сероводорода в образцах сырой нефти продемонстрирована с использованием газовой хроматографии. Для того, чтобы устранить помехи эффективно, конфигурация двумерный столбец используется, с переключателем деканов используемого для передачи сероводорода из первой во вторую колонну (сердечно-режущего). Жидкого сырого образцы сначала отделяют на колонке диметилполисилоксан, и легкие газы сердца вырезать и далее разделяют на колонке соединены пористый слой открытую трубчатую (участка), который способен отделить сероводорода из других легких соединений серы. Сероводород затем детектируется детектором хемилюминесценции серы, добавляя дополнительный слой селективности. После отделения и обнаружения сероводорода, система самоочистку обратным потоком, чтобы удалить высококип щей углеводородов, присутствующих в сырых образцов и сохранить целостность хроматографическую. Растворенного сероводорода была количественно в жидких образцов от 1,1 до 500 рм, демонстрируя широкую применимость в диапазоне образцов. Метод успешно применяется также для анализа образцов газа из сырой нефти и свободном пространстве процесс газовых баллонов, с измерением от 0,7 до 9,700 млн сульфида водорода.
Точный анализ сырой нефти имеет важное значение для нефтяной и газовой промышленности, а правила и экономика здоровья и безопасности функции качества нефти. Для того чтобы защитить транспортеры сырых образцов, необходимо определить свойства образцов сырой разработать правила безопасности, которые должны осуществляться в случае утечки или разлива. В частности, количественное определение сероводорода (H 2 S) важно, из-за его высокой токсичности в газовой фазе; воздействия, как низко как 100 частей на миллион может быть смертельным (http://www.cdc.gov/niosh/idlh/7783064.html) 1,2. Растворенного Н 2 S в сырой образцов, как правило, считается коррозию 3,4, и может деактивировать катализаторы, используемые для лечения масло 5-7. Удаление Н 2 S из сырой нефти потоков является идеальным, но без метода для измерения растворенного H 2 S, трудно оценить успех лечения удаления. По этим причинам, этот протокол был разработан для измерения DISSOlved Н 2 S в тяжелых образцов сырой нефти, такие как канадские нефтяные пески нефтей.
Ряд стандартных методов существуют для количественного определения H 2 S в легкие образцов нефти или топлива на основе, но ни один не был утвержден для использования с тяжелыми нефтей обычно, извлеченных из канадских нефтяных песков. H 2 S и меркаптанов определяется с использованием метода титрования по Universal Oil Products (UOP) методом 163 8, но этот метод страдает от предвзятости пользователем интерпретации, что результаты от ручного считывания кривых титрования. Институт метода 570 Petroleum (IP) использует специализированный H 2 S анализатор, который нагревает образцы мазута 9 и выгоды от простоты и переносимости, но не хватает точности с более тяжелыми образцов 10. Американское общество по испытанию материалов (ASTM) D5623 использует метод газовой хроматографии (ГХ) с криогенным охлаждением и серы селективного детектирования для измерения H 2 S в легких жидких нефтепродуктов11,12. Этот стандарт может быть улучшена, чтобы использовать окружающий разделение, а также применяться для тяжелых нефтей, следовательно, он был использован в качестве основы для протокола, изложенной выше,.
ГК является широко используется метод анализа образцов нефтепродуктов. Образцы испаряется в горячем входе и разделение происходит в газовой фазе. Разделение в газовой фазе составляет GC идеально подходит для анализа H 2 S, как легко освобожден от жидкого образца во время нагревания на входе. Методы GC могут быть созданы и приспособлены для различных образцов, в зависимости от программ, используемых температур, столбцы реализованы, и использование многомерного хроматографии 13-15. Там было несколько последних разработок для измерения H 2 S с использованием GC. Лыонг др. Показали, Н 2 S и другие измерения соединение серы в свет легких и средних дистиллятов с помощью многомерного GC и переключение деканов, но метод не имеетеще применяется для тяжелых нефтей 16. Ди Сандзо др. Также количественно Н 2 S в бензине с помощью GC, однако он также не был использован на тяжелых нефтей, и требует суб-эмбиент охлаждения 17. Метод, представленный здесь, демонстрирует значительное время сохраняя над этим предыдущих методов, с заполненной время анализа 5 мин, по сравнению с 10 мин (Луонг) и 40 мин (Ди Сандзо). К сожалению, реализация этих методов в нашей лаборатории, чтобы сравнить точность не удалось из-за оборудования и временных ограничений.
Многомерные GC позволяет пользователю использовать селективность двумя колоннами, а не один столбец. В обычном GC, разделение происходит на одном столбце. В случае многомерного GC, образец разделяется на два разных колонках, повышение разделение и селективности. Переключатель деканы один устройство, используемое применить конфигурацию двумерного столбца. Коммутатор использует внешний клапан тяжелымПоток газа CT от входа коммутатора к одному из двух выпускных окон 18-20. Стоки из первого столбца может быть направлена в любом направлении; в этом случае, легкие серные газы являются "сердцем вырезать" 21 из первого отделения в пористый слой открытой трубчатой колонки (УЧАСТОК) для вторичного разделения, который был показан, чтобы быть отличным для разделения Н 2 S из других свет серы газов (http://www.chem.agilent.com/cag/cabu/pdf/gaspro.pdf) 22-24. Детектор хемилюминесценции серы используется для обнаружения, обеспечивая селективность в отношении соединений серы и устранения возможных помех от других легких газов, которые могут быть переданы в колонке PLOT во время резки сердца. Углеводороды из сырой нефти образца сохраняются на первой колонке размерности и удаляются во время процедуры обратной промывки; Это защищает колонку участок от любого загрязнения 25-27. Этот подход был также успешно реализован на анальныйлиз ингибиторов окисления в трансформаторных масел 28.
Здесь двумерный методом ГХ используется для анализа и количественной оценки растворенного H 2 S в тяжелых образцов сырой нефти. Метод показано, применимы в широком диапазоне концентраций H 2 S, а также может быть использован для измерения H 2 S в образцах газовой фазе.
Внимание: Пожалуйста, обратитесь все соответствующие паспорта безопасности материала (MSDS) для материалов перед использованием. В частности, КС 2 является легковоспламеняющимся и должны быть сохранены и обработаны соответствующим образом. Н 2 S газ является высокотоксичным, и любые контейнеры или пакеты, содержащие газ H 2 S не должен быть открыт или обрабатываются за пределами правильно вентилируемый fumehood. Работа с образцами нефти должно быть сделано только при полном индивидуальной защиты (перчатки, защитные очки, халат, брюки и закрытые носок обуви), и все сырые образцы должны быть открыты, передаются и обрабатываются в fumehood. Сертифицированные стандарты газ будет поставляться от производителя с даты истечения срока, а для наиболее точного ухода результаты должны быть приняты, чтобы использовать стандарты, которые не истек.
1. Подготовка стандартов
2. Инструмент Set-до
Рисунок 1. деканы переключатель калькулятор. Скриншот из деканов переключения калькулятор программу. Система регулируемой параметры показаны в белых коробках, и выходные параметры приведены в синих коробках.EF = "https://www.jove.com/files/ftp_upload/53416/53416fig1large.jpg" целевых = "_blank"> Нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 2. Газовый хроматограф печь. Configuratiна расположения колонки в GC печи. FID: пламенно-ионизационный детектор, SCD:. Детектор хемилюминесценции серы Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
3. Инструмент калибровки
4. Анализ проб
Рисунок 3. Хроматограмма газа с перегруженной H 2 S пика. Инъекция газа из свободного пространства жидкой сырой образец, состоявшейся в 30 ° C, для демонстрации перегрузки SCD. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Анализ данных 5.
загрузить / 53416 / 53416fig4.jpg "/>
Рисунок 4. Сырая образец с шипами H 2 S. Два обложил хроматограммы, иллюстрирующие изменение ожидаемого когда пики сырой образец с H 2 S. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 5. Газ анализ данных хроматограммы. Скриншот программы анализа данных подсветки расположение Н 2 S пика в образце и площади пика будет использоваться для определения концентрации H 2 S. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть больше Версия этой фигуры. Пожалуйста, нажмите онповторно, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 6. Пример таблицы для анализа данных. Скриншот программы электронных таблиц, показывая пример, как рассчитать концентрацию H 2 S с использованием площадь калибровки стандартного пика и площади пика образца. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть крупная версия этой фигуры.
Для того чтобы получить надежную количественную оценку H 2 S для жидких и газовых проб, правильной калибровки необходимо. Для калибровки инъекций и вливаний образца, Н 2 S пиковая не следует перекрытия с соседними пиками и должны иметь воспроизводимые площадь пика. 3 показ...
Для достижения оптимального измерения H 2 S, этот метод использует переключатель деканы, обратной промывки и детектор хемилюминесценции серы (ВСС). Диметилполисилоксан столбец используется как первый столбец размерности GC, и служит для замедления движения тяжелых углеводородов, ...
The authors have nothing to disclose.
The authors would like to acknowledge support from the Government of Canada's interdepartmental Program of Energy Research and Development, PERD 113, Petroleum Conversion for Cleaner Air. N.E.H would like to acknowledge her Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada Visiting Fellowship.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Deans switch | Agilent | G2855A | Or equivalent flow switching device |
Restrictor tubing | Agilent | 160-2615-10 | Fused silica, deactivated, 180 µm |
HP-PONA column | Agilent | 19091S-001 | |
GasPro column | Agilent | 113-4332 | |
Sulfur chemiluminescence detector, 355 | Agilent/Sievers | G6603A | |
H2S calibration standard, in He | Air Liquide | Custom order | 211 ppm H2S |
CS2 | Fisher Scientific | C184-500 | |
Toluene, HPLC grade | Fisher Scientific | T290-4 | |
Gas bag, 2 L | Calibrated Instruments, Inc. | GSB-P/2 | Twist on/off nozzle |
250 µl gas tight syringe | Hamilton | 81130 | |
500 ml amber glass bottle | Scientific Specialties | N73616 | |
Open top screw caps | Scientific Specialties | 169628 | |
Tegrabond disc for screw caps | Chromatographic Specialties | C889125C | 25 mm, 10/90 MIL |
1 ml gas tight syringe | Hamilton | 81330 | |
2.5% H2S in He gas standard | Air Liquide | Custom order |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены