Новый способ определения коэффициента чувствительности детектора по теплопроводности

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Химия


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

© Ю.В. МАМОНТОВА, Н.В. МОРОЗОВА
Mamontova@tngg. info, MorozovaTSU@rambler. ru УДК 543. 544. 085. 3+536. 2
новый способ определения коэффициента чувствительности детектора по теплопроводности
АННОТАЦИЯ. В работе на основе экспериментально полученных данных описан новый подход к определению коэффициента чувствительности детектора по теплопроводности для углеводородов С1-Св. Показано, что в случае изотермического и программируемого режимов термостата колонок значения коэффициентов чувствительности носят индивидуальный характер.
SUMMARY. In work on the basis of experimentally received data the new approach to definition of sensitivity coefficient of the thermal сonductivity detector for hydrocarbon C-C5 is described. It is shown that in case of isothermal and programmed modes of the thermostat of columns value of sensitivity coefficient have individual character.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА. Коэффициент чувствительности, детектор по теплопроводности, газовая хроматография.
KЕY WORDS. Sensitivity coefficient, thermal сonductivity detector, gas chromatography.
Введение. Исследование компонентно-фракционного состава (КФС) и физико-химических свойств углеводородного сырья газоконденсатных, нефтегазоконденсатных и нефтяных месторождений является основой для решения широкого круга задач, связанных с его добычей, транспортом и переработкой. Проектирование разработки, обустройства месторождений, систем транспорта, совершенствование и разработка новых технологий переработки, текущее и перспективное планирование, учет и списание запасов полезных ископаемых при добыче углеводородного сырья — основные задачи, решение которых начинают с данных по составу углеводородного сырья (УВС) [1].
Современным методом определения компонентно-фракционного состава УВС является метод газовой хроматографии с применением пламенноионизационного детектора (ПИД) и детектора по теплопроводности (ДТП). Количественный состав углеводородов в исследуемом флюиде определяется методом внутренней нормализации (с учетом поправочных коэффициентов компонентов), следовательно, в этом случае особое значение имеет правильность определения поправочных коэффициентов чувствительности детектора.
В связи с этим в данной работе описан новый способ определения коэффициента чувствительности ДТП для углеводородов С1-С5, С6+ в природном газе.
Экспериментальная часть. Для определения коэффициентов чувствительности ДТП для компонентов С1-С5, С6+ была проведена выборка 40 образцов типовых газов различных по составу: 20 газов сепарации и 20 газов дегазации, полученных в результате разгазирования нестабильных жидких углеводородов.
Анализ газов проводился на хроматографах Perkin Elmer (Claras 600) и Кристалл 5000.2 в соответствие с методикой проведения эксперимента описанной в СТО ТюменНИИгипрогаз 02−04−2009 [2]. Хроматографический комплекс Claras 600 снабжен выносным термостатом колонок по каналу ДТП. Условия проведения анализа приведены в таблице 1.
Таблица 1
Условия хроматографического анализа
Условия эксперимента Канал ПИД Канал ДТП
С- 600 К5р0- Кристалл 5000.2 Clarus 600
Температура испарителя, оС 290 —
Температурная программа термостата колонок 40оС (12 мин.) — 10оС/мин. до 245оС — 25оС/мин. до 280оС Т=160оС — const
Температура детектора, оС 300 260 200
Колонка 100м*0,25мм*0,5мкм, 100% диметил-полисилоксан Hayesep T система из 4-х последовательно соединенных колонок
Газ-носитель гелий
Расход Г Н 2,5 мл/мин. 30 мл/мин.
Результаты и их обсуждение. Известно, что чувствительность детектора зависит не только от структуры молекулы определяемого компонента, но и от конструкции и от режима работы самого детектора [3]. В данной работе определены значения массовых коэффициентов чувствительности ДТП для углеводородов при различных режимах работы хроматографических колонок: изотермическом и программируемом.
На основании данных, полученных в ходе проведения хроматографического анализа исследуемых проб газов, для углеводородных компонентов (С1-С5, С6+) построены графики зависимостей площади, зарегистрированной на ДТП, от массы компонента, поступающего в детектор. За исходную массу компонентов принимаем массу, полученную в результате анализа на капиллярной колонке и ДИП- масса С6+высшие равна сумме масс компонентов и фракций, входящих в эту группу.
иС4 + п-С4
'-ё 25 —
& gt- г
& lt-Ь —
В: п 10 ¦ 1Л *• У


0 50 100 1. 111Д1Ш, мкг 0
Рис. 1. Зависимость площади пика компонента от его массы, поступающей в детектор
Следует отметить, что массу компонентов с ДИП правомерно использовать только в случае идеальной работы детектора пламенной ионизации. Зависимости площадей компонентов от массы, поступающей в детектор, представлены на рисунке 1. Все представленные зависимости (5ДТП = =!(шДИП)) на рис. 1 описываются линейной функцией. Очевидно, что чувствительность детектора в этом случае для углеводородов определяется угловым коэффициентом, А = tg а. Для компонентов ьС4 и п-С4 в изотермическом режиме работы колонки зависимость БДТП = =!(шДИП) описывается одной линией, следовательно чувствительности ДТП для этих компонентов будут равными (рис. 1) — при программируемом режиме работы колонки коэффициент чувствительности детектора для компонентов ьС4 и п-С4 индивидуален.
Полученные угловые коэффициенты (чувствительности) и рассчитанные на их основании кчувст для ДТП представлены в таблице 1
Таблица 1
Сравнительные данные по коэффициентам чувствительности
Прибор С1агиз 600 Кристалл 5000. 2
Компонент А^а к чувст. А^а к чувст.
абс. отн. абс. отн.
массовый массовый
С1 0,335 2,982 0,667 1,525 0,656 0,617
С2 0,284 3,526 0,789 1,259 0,794 0,747
С3 0,255 3,917 0,876 1,013 0,987 0,928
С4 0,224 4,470 1,000 0,912 1,097 1,031
п-С4 0,224 4,470 1,000 0,940 1,064 1,000
1-с6 0,205 4,869 1,089 0,813 1,231 1,157
П-С5 0,210 4,760 1,065 0,847 1,181 1,110
СЬ Ь+высшие 0,224 4,460 0,998 не определялись
На рис. 2 представлено сравнение рассчитанных в данной работе относи -тельных массовых коэффициентов чувствительности ДТП с аналогичными коэффициентами, приведенными в ГОСТ 10 679–76.
Проведенный комплекс хроматографических исследований подтверждает необходимость использования для установления состава углеводородных компонентов поправочных коэффициентов, определяемых в конкретных условиях эксплуатации аналитического оборудования.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Скрябина А. Н. Развитие методов газохроматографического анализа нестабильного газового конденсата применительно к актуальным проблемам газовой промышленности. Автореф. дисс. … канд. тех. наук. М., 2009. 26 с.
2. Нестабильные жидкие углеводороды. Методы определения компонентнофракционного состава. СТО ТюменНИИгипрогаз 02−04−2009. Тюмень: ТюменНИИги-прогаз, 2009. 160 с.
3. Гиошон Ж., Гийемен К. Количественная газовая хроматография для лабораторных анализов и промышленного контроля. М.: Мир, 1991. 580 с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой