RU2361200C1 - Gas chromatographic method of determining mass concentration of impurities in natural gas - Google Patents

Gas chromatographic method of determining mass concentration of impurities in natural gas Download PDF

Info

Publication number
RU2361200C1
RU2361200C1 RU2007149052/28A RU2007149052A RU2361200C1 RU 2361200 C1 RU2361200 C1 RU 2361200C1 RU 2007149052/28 A RU2007149052/28 A RU 2007149052/28A RU 2007149052 A RU2007149052 A RU 2007149052A RU 2361200 C1 RU2361200 C1 RU 2361200C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
impurities
natural gas
valves
gas
needles
Prior art date
Application number
RU2007149052/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Светлана Анатольевна Бекетова (RU)
Светлана Анатольевна Бекетова
Роман Владимирович Возный (RU)
Роман Владимирович Возный
Олег Борисович Шаховкин (RU)
Олег Борисович Шаховкин
Александр Михайлович Медведев (RU)
Александр Михайлович Медведев
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Техническая Фирма "Бакс"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Техническая Фирма "Бакс" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Техническая Фирма "Бакс"
Priority to RU2007149052/28A priority Critical patent/RU2361200C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2361200C1 publication Critical patent/RU2361200C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

FIELD: physics; measurement.
SUBSTANCE: invention pertains to gas chromatographic analysis methods. A sample of natural gas is preselected. Impurities are concentrated on an absorbing sorbent and thermal desorption of the impurities into a chromatographic column is done. Preselection of the sample of natural gas is done by concentrating impurities of natural gas in a sorbent tube with activated silica gel KCK and valves. The sorbent tube is put into a heated thermal desorption unit with needles, through which the valves in the sorbent tube open, and desorbed impurities are eluated into the chromatographic column. The proposed method is realised using a chromatographic system of determining mass concentration of impurities in natural gas, consisting of gas chromatography, a chromatographic packed column, 10 dock crane-switches, evaporator, detector, aspirator and a sampling device. The sampling device contains a reservoir where the sorbent tube with valves is put at its ends and activated silica gel KCK. The device is provided with two needles, through which valves of the sorbent tube open when taking samples. The thermal desorption unit has two needles, through which valves of the sorbent tube open during analysis.
EFFECT: increased accuracy, as well as possibility of gas chromatographic determination of mass concentration of moisture and methanol impurities in natural gas.
8 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к способам газохроматографического анализа.The invention relates to methods for gas chromatographic analysis.

Известны способы газохроматографического анализа, включающие отбор пробы, предварительное концентрирование примесей на поглощающем сорбенте и последующую десорбцию примесей в хроматографическую колонну.Known methods of gas chromatographic analysis, including sampling, preliminary concentration of impurities on an absorbing sorbent and subsequent desorption of impurities in a chromatographic column.

Например, известен способ газохроматографического анализа смеси газов и паров (авт.св. СССР №1200932, кл. B01D 15/08, заявка №3747321/23-26 от 16.03.84, дата публикации 30.12.85, бюл. №48), заключающийся в пропускании потока смеси через сорбент с промежуточным нагреванием потока в течение нескольких минут при температуре 120-400°С, причем перед нагреванием поток охлаждают на 10-20°С. Данный способ эффективен при количественном определении содержания примесей в газовых смесях, однако он не позволяет определять содержание микроконцентраций влаги в природном газе.For example, there is a known method for gas chromatographic analysis of a mixture of gases and vapors (ed. St. USSR No. 1200932, class B01D 15/08, application No. 3747321 / 23-26 of March 16, 84, publication date 12/30/85, bull. No. 48), consisting in passing the flow of the mixture through the sorbent with intermediate heating of the stream for several minutes at a temperature of 120-400 ° C, and before heating, the stream is cooled to 10-20 ° C. This method is effective in the quantitative determination of the content of impurities in gas mixtures, however, it does not allow to determine the content of microconcentrations of moisture in natural gas.

Известен способ хроматографического анализа веществ, заключающийся в многократном прохождении пробы в потоке подвижной фазы через две последовательно соединенные хроматографические колонки, причем пробу после прохождения через колонку смешивают с потоком элюента, элюирующая сила которого меньше элюирующей силы подвижной фазы (авт.св. СССР №1187836, кл. B01D 15/08, заявка №3782596/23-26 от 16.05.84, дата публикации 30.10.85, бюл. №40). Данный способ используется в препаративной хроматографии для разделения трудноразделяемых компонентов, но не применим для определения микроколичеств влаги в газах.A known method of chromatographic analysis of substances, which consists in repeatedly passing the sample in the flow of the mobile phase through two series-connected chromatographic columns, moreover, the sample after passing through the column is mixed with an eluent stream, the eluting force of which is less than the eluting force of the mobile phase (ed. St. USSR No. 1187836, C. B01D 15/08, application No. 3782596 / 23-26 of 05.16.84, publication date 10/30/85, bull. No. 40). This method is used in preparative chromatography to separate difficult-to-separate components, but is not applicable for determining the microquantities of moisture in gases.

В патенте (RU №2102742, кл. G10N 30/08, заявка №95118672/25 от 31.10.95, дата публикации 20.01.98, бюл. №2) предлагается способ газохроматографического анализа смесей, заключающийся в предварительном концентрировании пробы на поглощающем сорбенте в парах дистиллированной воды, сборе образовавшейся после десорбции среды в приемник переменного объема и последующем вводе в хроматограф. В качестве сорбента используют углеродный волокнистый сорбент. Недостатком данного метода анализа является невозможность определения содержания примеси влаги в газах из-за применения в качестве десорбирующего агента дистиллированной воды.The patent (RU No. 2102742, class G10N 30/08, application No. 95118672/25 dated October 31, 1995, publication date January 20, 98, bull. No. 2) proposes a method for gas chromatographic analysis of mixtures, which consists in preliminary concentration of the sample on an absorbent sorbent in vapors of distilled water, collecting the resulting after desorption of the medium in a receiver of variable volume and subsequent input into the chromatograph. As the sorbent, a carbon fiber sorbent is used. The disadvantage of this analysis method is the inability to determine the moisture impurity content in gases due to the use of distilled water as a stripping agent.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является «Способ газохроматографического анализа содержания примесей в газах и устройство для его осуществления» по патенту RU №2210073, кл. G01N 30/08, B01D 15/08, заявка №2002116995/28 от 25.06.2002, дата публикации 10.08.2003, бюл. №22.The closest analogue to the proposed invention is the "Method for gas chromatographic analysis of the content of impurities in gases and a device for its implementation" according to patent RU No. 22210073, class. G01N 30/08, B01D 15/08, application No. 2002116995/28 of 06.25.2002, publication date 08/10/2003, bull. Number 22.

Сущность способа заключается в предварительном отборе пробы исследуемой среды, концентрировании примесей на поглощающем сорбенте и последующей термодесорбции примесей в хроматографическую колонку. В качестве сорбента используют активированную окись алюминия.The essence of the method consists in the preliminary sampling of the test medium, the concentration of impurities on an absorbing sorbent and subsequent thermal desorption of impurities in a chromatographic column. Activated alumina is used as a sorbent.

Недостатком данного способа является невозможность совместного определения массовой концентрации метанола и влаги в природном и промышленных газах из-за адсорбции метанола на стенках контейнера, в который осуществляют предварительный отбор пробы газа.The disadvantage of this method is the inability to jointly determine the mass concentration of methanol and moisture in natural and industrial gases due to the adsorption of methanol on the walls of the container into which the gas is preliminarily sampled.

Наиболее близким аналогом заявленной сорбционной трубки является сорбционная трубка, содержащая корпус с сорбентом во внутренней части корпуса (см., например, Трубка сорбционная СТ 223, http://pribors.narod.ru/p/pribs894.htm, http://www.atmosfera-npk.ru, сорбционная трубка в заявке на патент US 2006/0039827 А1, МПК G01N 30/60, дата публикации 23.02.2006).The closest analogue of the claimed sorption tube is a sorption tube containing a housing with a sorbent in the inner part of the housing (see, for example, Sorption tube ST 223, http://pribors.narod.ru/p/pribs894.htm, http: // www .atmosfera-npk.ru, sorption tube in patent application US 2006/0039827 A1, IPC G01N 30/60, publication date 02/23/2006).

Недостатками сорбционной трубки является необеспечение быстрой герметизации внутреннего объема и осаждение метанола на внутренних стенках трубки.The disadvantages of the sorption tube is the lack of rapid sealing of the internal volume and the deposition of methanol on the inner walls of the tube.

Наиболее близким аналогом заявленного термодесорбера является термодесорбер, содержащий корпус с емкостью для размещения сорбционной трубки, термометр сопротивления платиновый, на противоположных концах корпуса крышки и входящий в состав хроматографического комплекса фирмы Хроматек (см., например, http://www.chromatec.ru).The closest analogue of the claimed thermal desorber is a thermal desorber containing a housing with a container for accommodating the sorption tube, a platinum resistance thermometer at the opposite ends of the lid housing and which is part of the Chromatek chromatographic complex (see, for example, http://www.chromatec.ru) .

Недостатком термодесорбера является отсутствие возможности открытия клапанов сорбционной трубки после помещения ее в термодесорбер.The disadvantage of the thermal desorber is the inability to open the valves of the sorption tube after placing it in the thermal desorber.

Наиболее близким аналогом заявленного устройства отбора проб является устройство отбора проб анализируемого газа, содержащее корпус с емкостью для размещения сорбционной трубки и на противоположных концах корпуса крышки (см., например, изобретение по патенту RU №2210073, кл. G01N 30/08, В01D 15/08, заявка №2002116995/28 от 25.06.2002, дата публикации 10.08.2003, бюл. №22).The closest analogue of the claimed sampling device is a sample gas sampling device containing a housing with a container for accommodating the sorption tube and at opposite ends of the lid body (see, for example, the invention according to patent RU No. 2210073, class G01N 30/08, B01D 15 / 08, application No. 2002116995/28 of 06.25.2002, publication date 08/10/2003, bull. No. 22).

Недостатком устройства отбора проб является отсутствие возможности открытия клапанов сорбционной трубки после помещения ее в устройство отбора проб и закрытие клапанов сорбционной трубки после прокачки необходимой дозы природного газа через сорбционную трубку.The disadvantage of the sampling device is the inability to open the valves of the sorption tube after placing it in the sampling device and closing the valves of the sorption tube after pumping the required dose of natural gas through the sorption tube.

Таким образом, известные способы хроматографического анализа содержания примесей в газах заключаются в предварительном отборе проб в контейнеры и дальнейшем концентрировании примесей на поглощающем сорбенте. Однако данные способы не подходят для совместного определения метанола и влаги в природном газе, так как отбор пробы природного газа в металлический контейнер приводит к адсорбции паров метанола на его стенках, а пропускание природного газа через обычные сорбционные трубки приводит к моментальному поглощению влаги из воздуха на сорбент. Эти способы делают пробу непредставительной, а анализ недостоверным.Thus, the known methods of chromatographic analysis of the content of impurities in gases are pre-sampling in containers and further concentration of impurities on an absorbent sorbent. However, these methods are not suitable for the joint determination of methanol and moisture in natural gas, since the sampling of natural gas in a metal container leads to the adsorption of methanol vapor on its walls, and the passage of natural gas through ordinary sorption tubes leads to the instantaneous absorption of moisture from air onto the sorbent . These methods make the sample unrepresentative and the analysis unreliable.

Задачей настоящего изобретения является создание способа газохроматографического определения массовой концентрации примесей метанола и влаги в природном газе в диапазоне концентраций 1,5×10-3-2,0 г/м3 или 1-2500 ppm.The objective of the present invention is to provide a gas chromatographic method for determining the mass concentration of methanol impurities and moisture in natural gas in the concentration range of 1.5 × 10 -3 -2.0 g / m 3 or 1-2500 ppm.

Технический результат выражается в обеспечении газохроматографического определения массовой концентрации примесей метанола и влаги в природном газе с высокой точностью.The technical result is expressed in providing gas chromatographic determination of the mass concentration of methanol and moisture impurities in natural gas with high accuracy.

Сущность способа заключается в предварительном отборе пробы природного газа, концентрировании примесей на поглощающем сорбенте и последующей термодесорбции примесей в хроматографическую колонку, при этом предварительный отбор пробы природного газа осуществляют посредством устройства отбора проб путем концентрирования примесей природного газа в сорбционной трубке с активированным силикагелем КСК и с клапанами, размещают сорбционную трубку в нагретый термодесорбер с иголками, посредством которых открывают клапаны в сорбционной трубке, и элюируют десорбированные примеси в хроматографическую колонку.The essence of the method consists in the preliminary sampling of natural gas, the concentration of impurities on an absorbent sorbent and subsequent thermal desorption of impurities in a chromatographic column, while the preliminary sampling of natural gas is carried out by means of a sampling device by concentrating natural gas impurities in a sorption tube with activated KSK silica gel and with valves , place the sorption tube in a heated thermal desorber with needles, through which the valves are opened in the sorption tube sponge, and desorbed impurities are eluted into the chromatographic column.

Реализация заявленного способа осуществляется посредством хроматографического комплекса определения массовой концентрации примесей в природном газе, состоящего из газового хроматографа, хроматографической насадочной колонки, 10-портового крана-переключателя, испарителя, детектора, аспиратора и устройства для отбора проб, которое содержит емкость для размещения сорбционной трубки с клапанами в ее концах и активированным силикагелем КСК и снабжено двумя иголками, обеспечивающими открывание клапанов сорбционной трубки при осуществлении отбора проб, а термодесорбер снабжен двумя иголками, обеспечивающими открывание клапанов сорбционной трубки при осуществлении анализа.The implementation of the claimed method is carried out by means of a chromatographic complex for determining the mass concentration of impurities in natural gas, consisting of a gas chromatograph, a chromatographic nozzle column, a 10-port switch crane, an evaporator, a detector, an aspirator, and a sampling device that contains a container for accommodating a sorption tube with valves at its ends and activated KSK silica gel and is equipped with two needles providing opening of sorption tube valves during sampling SRI and thermodesorbers provided with two needles, ensuring the opening of valves of the sorption tube when implementing the analysis.

Сорбционная трубка устройства отбора проб содержит корпус, в середине внутренней части корпуса находится сорбент из активированного силикагеля КСК, в концах корпуса расположены два клапана.The sorption tube of the sampling device contains a housing, in the middle of the inner part of the housing there is a sorbent of activated KSK silica gel, at the ends of the housing are two valves.

Термодесорбер, содержащий корпус с емкостью для размещения сорбционной трубки, термометр сопротивления платиновый и на противоположных концах корпуса крышки, снабжен двумя иголками с внутренними каналами, установленными в крышках и обеспечивающими открывание клапанов сорбционной трубки при осуществлении анализа.A thermal desorber containing a housing with a capacity for accommodating the sorption tube, a platinum resistance thermometer and at opposite ends of the lid body, is equipped with two needles with internal channels installed in the lids and providing opening of the sorption tube valves during analysis.

Устройство отбора проб природного газа, содержащее корпус с емкостью для размещения сорбционной трубки и на противоположных концах корпуса крышки, снабжено иголками с внутренними каналами, установленными в крышках и обеспечивающими открывание клапанов сорбционной трубки при осуществлении отбора пробы природного газа.The natural gas sampling device, comprising a housing with a container for accommodating the sorption tube and at opposite ends of the lid body, is equipped with needles with internal channels installed in the lids and providing opening of the sorption tube valves when sampling natural gas.

Сущность способа газохроматографического определения массовой концентрации примесей в природном газе и устройства для его реализации поясняется чертежами, гдеThe essence of the method of gas chromatographic determination of the mass concentration of impurities in natural gas and a device for its implementation is illustrated by drawings, where

на фиг.1 показана структурная схема хроматографического комплекса определения массовой концентрации примесей в природном газе;figure 1 shows a structural diagram of a chromatographic complex for determining the mass concentration of impurities in natural gas;

на фиг.2 - термодесорбер в сечении;figure 2 - thermal desorber in cross section;

фиг.3 - устройство отбора проб в сечении;figure 3 - sampling device in cross section;

на фиг.4 - сорбционная трубка в сечении;figure 4 - sorption tube in cross section;

на фиг.5 - пример результатов хроматографического анализа природного газа.figure 5 is an example of the results of chromatographic analysis of natural gas.

Хроматографический комплекс определения массовой концентрации примесей в природном газе состоит из газового хроматографа со встроенным термодесорбером 1, сорбционной трубки 2 с клапанами, хроматографической насадочной колонки 3, 10-портового крана-переключателя 4, испарителя 5, детектора 6 (фиг.1), устройства для отбора проб 7 и аспиратора 13 (фиг.3). К 10-портовому крану-переключателю 4 подключены линии для подачи газа-носителя ГН1 с первой линии, газа-носителя ГН2 со второй линии, газа-носителя ГН3 с третьей линии.The chromatographic complex for determining the mass concentration of impurities in natural gas consists of a gas chromatograph with an integrated thermal desorber 1, a sorption tube 2 with valves, a chromatographic nozzle column 3, a 10-port switch crane 4, an evaporator 5, detector 6 (Fig. 1), a device for sampling 7 and aspirator 13 (figure 3). The lines for supplying carrier gas ГН1 from the first line, carrier gas ГН2 from the second line, carrier gas ГН3 from the third line are connected to the 10-port crane switch 4.

Концентрирование метанола и влаги из природного газа осуществляют на сорбционной трубке 2 с сорбентом (фиг.4). Сорбционная трубка 2 содержит корпус 27, в середине внутренней части корпуса 27 находится сорбент, который выполнен из активированного силикагеля КСК 28, в концах корпуса 27 расположены два клапана 14 и 15 (фиг.3, 4).The concentration of methanol and moisture from natural gas is carried out on a sorption tube 2 with a sorbent (figure 4). The sorption tube 2 contains a housing 27, in the middle of the inner part of the housing 27 there is a sorbent that is made of activated KSK silica gel 28, at the ends of the housing 27 there are two valves 14 and 15 (Figs. 3, 4).

Такая конструкция позволяет сохранить герметичность сорбционной трубки 2 внутри пробоотборного устройства 7 до и после отбора пробы, а также после извлечения сорбционной трубки 2 из устройства отбора проб 7 до начала осуществления анализа пробы.This design allows you to maintain the tightness of the sorption tube 2 inside the sampling device 7 before and after sampling, as well as after removing the sorption tube 2 from the sampling device 7 before starting the analysis of the sample.

Клапаны 14 и 15 сорбционной трубки 2 могут быть выполнены в виде шариковых клапанов, каждый из которых содержит шарик 25, одно или два герметизирующих кольца 24 из эластичного материала, расположенные между уступом во внутренней части корпуса 27 сорбционной трубки 2 и шариком 25, который прижимается пружиной 26 к ближайшему герметизирующему кольцу 24. Герметизирующие кольца 24 зафиксированы внутри корпуса 27 гильзами 23 и резьбовыми втулками 22, установленными в концах корпуса 27.The valves 14 and 15 of the sorption tube 2 can be made in the form of ball valves, each of which contains a ball 25, one or two sealing rings 24 of elastic material, located between the ledge in the inner part of the housing 27 of the sorption tube 2 and the ball 25, which is pressed by a spring 26 to the nearest sealing ring 24. The sealing rings 24 are fixed inside the housing 27 with sleeves 23 and threaded bushings 22 mounted at the ends of the housing 27.

Дополнительно сорбционные трубки 2 могут герметизироваться заглушками, которые позволяют сохранить герметичность при транспортировке от места отбора пробы к месту анализа и обратно (например, от газового промысла к лаборатории). Это, в свою очередь, дает ряд преимуществ, выражающихся в исключении попадания на сорбент влаги из воздуха, в исключении потери сконцентрированных примесей во время транспортировки, что позволяет определять концентрацию анализируемых компонентов на уровне 1 ppm.Additionally, the sorption tubes 2 can be sealed with plugs, which allow to maintain tightness during transportation from the place of sampling to the place of analysis and vice versa (for example, from a gas field to the laboratory). This, in turn, gives a number of advantages, expressed in the exclusion of moisture on the sorbent from the air, in the elimination of the loss of concentrated impurities during transportation, which allows you to determine the concentration of the analyzed components at the level of 1 ppm.

Корпус 27 сорбционной трубки 2 может быть снабжен выступом 29, который исключает неправильное расположение трубки 2 в пробоотборном устройстве 7 и термодесорбере 1 (фиг.4).The housing 27 of the sorption tube 2 can be equipped with a protrusion 29, which eliminates the incorrect location of the tube 2 in the sampling device 7 and the thermal desorber 1 (figure 4).

Сорбционную трубку 2 размещают в устройстве отбора проб 7 и затем в термодесорбере 1 в определенном положении. Это обусловлено следующим. При пропускании анализируемого газа через сорбционную трубку примеси пробы, как правило, адсорбируются в начале внутренней части корпуса сорбционной трубки, заполненной сорбентом (в заявленной сорбционной трубке 2 - активированным силикагелем КСК). Десорбцию примесей с сорбента проводят в обратном направлении для уменьшения размытия хроматографической зоны и получения узких симметричных пиков анализируемых компонентов. В известных трубках на одном из концов наносят графическое изображение, что никоим образом не исключает ошибки размещения сорбционной трубки в термодесорбере при введении не с того конца, который должен быть введен первым в термодесорбер. Наличие выступа 29, например, в виде кольца или его части на одном из концов корпуса сорбционной трубки 2 обеспечивает автоматически выполнение указанного условия (фиг.4).The sorption tube 2 is placed in the sampling device 7 and then in the thermal desorber 1 in a certain position. This is due to the following. When passing the analyzed gas through the sorption tube, impurities of the sample are usually adsorbed at the beginning of the inner part of the housing of the sorption tube filled with a sorbent (in the claimed sorption tube 2, activated KSK silica gel). The desorption of impurities from the sorbent is carried out in the opposite direction to reduce the blurring of the chromatographic zone and obtain narrow symmetric peaks of the analyzed components. In known tubes, a graphic image is applied at one end, which in no way excludes errors in the placement of the sorption tube in the thermal desorber when it is inserted from the wrong end, which should be introduced first into the thermal desorber. The presence of the protrusion 29, for example, in the form of a ring or part thereof at one end of the housing of the sorption tube 2 automatically ensures the fulfillment of this condition (figure 4).

Для обеспечения работы заявленной сорбционной трубки 2 были разработаны устройство отбора проб природного газа 7 (фиг.3) и термодесорбер 1 (фиг.2). Особенностью устройства отбора проб природного газа 7 и термодесорбера 1 является наличие иголок 10, 11 (фиг.3) и 19, 20 (фиг.2), которые открывают шариковые клапаны 14 и 15 в сорбционной трубке 2 во время отбора пробы и анализа.To ensure the operation of the claimed sorption tube 2, a natural gas sampling device 7 (Fig. 3) and a thermal desorber 1 (Fig. 2) were developed. A feature of the natural gas sampling device 7 and thermal desorber 1 is the presence of needles 10, 11 (FIG. 3) and 19, 20 (FIG. 2), which open the ball valves 14 and 15 in the sorption tube 2 during sampling and analysis.

Термодесорбер 1 содержит корпус 17 с емкостью для размещения сорбционной трубки 2, термометр сопротивления платиновый 18 и на противоположных концах корпуса 17 крышки 16 и 30. Термодесорбер 1 снабжен двумя иголками 19, 20 с внутренними каналами, установленными в крышках 16, 30 и обеспечивающими открывание клапанов 14, 15 сорбционной трубки 2 при осуществлении анализа (фиг.2). Термодесорбер 1 расположен на хроматографе 21 и присоединяется к 10-портовому крану-переключателю 4 (фиг.1, 2).The thermal desorber 1 contains a housing 17 with a container for accommodating the sorption tube 2, a platinum resistance thermometer 18 and lids 16 and 30 at the opposite ends of the housing 17. The thermal desorber 1 is equipped with two needles 19, 20 with internal channels installed in the covers 16, 30 and allowing valves to open 14, 15 of the sorption tube 2 in the analysis (figure 2). The thermal desorber 1 is located on the chromatograph 21 and is connected to a 10-port crane switch 4 (Fig.1, 2).

В одном из вариантов выполнения термодесорбера 1 на торцах иголок 19, 20 с внутренними каналами выполнены канавки с направлением от внутреннего канала к внешней стороне каждой иголки 19, 20.In one embodiment of the thermal desorber 1, grooves are made at the ends of the needles 19, 20 with internal channels, with a direction from the internal channel to the outside of each needle 19, 20.

Устройство отбора проб 7 природного газа содержит корпус с емкостью для размещения сорбционной трубки 2 и крышки 8, 31 на противоположных концах корпуса. Устройство отбора проб 7 природного газа снабжено иголками 10 и 11 с внутренними каналами, установленными в крышках 8, 31 и обеспечивающими открывание клапанов 14, 15 сорбционной трубки 2 при осуществлении отбора пробы природного газа. В середине корпуса устройства отбора проб 7 присоединена линия 9 сброса природного газа перед отбором пробы (фиг.3).The natural gas sampling device 7 comprises a housing with a container for accommodating the sorption tube 2 and the lid 8, 31 at opposite ends of the housing. The sampling device 7 of natural gas is equipped with needles 10 and 11 with internal channels installed in the lids 8, 31 and providing opening of the valves 14, 15 of the sorption tube 2 when sampling natural gas. In the middle of the casing of the sampling device 7, a natural gas discharge line 9 is connected before sampling (Fig. 3).

В одном из вариантов выполнения устройства отбора проб 7 на торцах иголок 10, 11 с внутренними каналами выполнены канавки с направлением от внутреннего канала к внешней стороне каждой иголки 10 и 11.In one embodiment of the sampling device 7, grooves are made at the ends of the needles 10, 11 with internal channels, with a direction from the internal channel to the outside of each needle 10 and 11.

Разделение компонентов происходит на насадочной хроматографической колонке (фиг.1). Определению метанола не мешают углеводороды С1-С10, бензол, толуол, ацетон и влага. Определению воды мешает толуол.The separation of the components occurs on a packed chromatographic column (figure 1). C1-C10 hydrocarbons, benzene, toluene, acetone and moisture do not interfere with the determination of methanol. Toluene interferes with the determination of water.

Способ газохроматографического определения массовой концентрации примесей в природном газе осуществляют следующим образом.The method of gas chromatographic determination of the mass concentration of impurities in natural gas is as follows.

Градуировку хроматографа проводят через испаритель 5 по растворам метанола в воде и по растворам воды в осушенном ацетоне. Коэффициент градуировки вычисляют по формулеThe chromatograph is calibrated through an evaporator 5 using methanol solutions in water and water solutions in dried acetone. The calibration coefficient is calculated by the formula

Figure 00000001
Figure 00000001

где Кгр,i - градуировочный коэффициент в i-ом градуировочном растворе по метанолу (воде), мг;where K gr, i is the calibration coefficient in the i-th calibration solution for methanol (water), mg;

Сгр,i - концентрация метанола (воды) в i-ом градуировочном растворе, мг/мл;With gr, i is the concentration of methanol (water) in the i-th calibration solution, mg / ml;

Vгр,i - объем пробы i-го градуировочного раствора, мкл;V gr, i - sample volume of the i-th calibration solution, µl;

Sгр,i - площадь пика метанола (воды) i-го градуировочного раствора, y.е.S gr, i - peak area of methanol (water) of the i-th calibration solution, y.e.

Отбор пробы анализируемого природного газа осуществляют на сорбционную трубку 2, заполненную активированным силикагелем КСК 28. Для этого у устройства отбора проб 7 откручивают крышку 8. Сорбционную трубку 2, предварительно откондиционированную и охлажденную, помещают в устройство отбора проб 7. Устанавливают крышку 8 на корпус устройства отбора проб 7. Присоединяют один конец устройства отбора проб 7 к аспиратору 13, второй конец устройства отбора проб 7 - к закрытому вентилю 12 для продувки природным или другим анализируемым газом, а к средней части корпуса устройства отбора проб 7 присоединяют линию 9 сброса газа. При закручивании крышки 8 устройства отбора проб 7 до определенного положения происходит герметизация устройства отбора проб 7, но клапаны 14, 15 сорбционной трубки 2 при этом еще остаются закрытыми. Открывают вентиль 12 и продувают устройство отбора проб 7 природным газом со сбросом газа в линию 9 примерно в течение нескольких минут (достаточно двух минут). При этом удаляется и воздух, ранее находившийся в устройстве отбора проб 7. Лишний газ выбрасывается в атмосферу. После продувки линию 9 закрывают и крышка 8 устройства отбора проб 7 закручивается до упора. Иголки 10, 11 с внутренними каналами входят в сорбционную трубку 2, нажимают на клапаны 14, 15 сорбционной трубки 2 и открывают их. Канавки на торцах иголок 10, 11 с направлением от внутреннего канала к внешней стороне иголки обеспечивают гарантированное обтекание газом поверхности клапанов 14, 15 после их открытия. Газ протекает через активированный силикагель КСК 28 сорбционной трубки 2. С помощью аспиратора 13, например сильфонного или аналогичного, через активированный силикагель КСК 28 сорбционной трубки 2 прокачивают необходимый объем природного газа в диапазоне 100-600 см3 (например, для определения концентрации метанола более 0,2 г/м3 достаточно прокачать 100 см3 природного газа). После отбора газа клапаны 14, 15 сорбционной трубки 2 закрывают путем откручивания крышки 8 устройства отбора проб 7 после закрытия вентиля 12. Извлекают сорбционную трубку 2 из устройства отбора проб 7 и при необходимости дополнительно герметизируют заглушками.Sampling of the analyzed natural gas is carried out on a sorption tube 2 filled with activated silica gel KSK 28. To do this, unscrew the cover 8 from the sampling device 7. The sorption tube 2, preconditioned and cooled, is placed in the sampling device 7. Install the cover 8 on the device body sampling 7. Attach one end of the sampling device 7 to the aspirator 13, the second end of the sampling device 7 to a closed valve 12 for purging with natural or other analyzed gas, and to the middle parts of the body of the sampling device 7 attach a gas discharge line 9. When screwing the cover 8 of the sampling device 7 to a certain position, the sampling device 7 is sealed, but the valves 14, 15 of the sorption tube 2 still remain closed. Open the valve 12 and purge the sampling device 7 with natural gas with the discharge of gas into line 9 for about several minutes (two minutes are enough). This also removes the air previously located in the sampling device 7. Excess gas is released into the atmosphere. After purging, line 9 is closed and the cover 8 of the sampling device 7 is twisted to the stop. Needles 10, 11 with internal channels enter the sorption tube 2, press the valves 14, 15 of the sorption tube 2 and open them. The grooves on the ends of the needles 10, 11 with a direction from the inner channel to the outside of the needle provide guaranteed gas flow around the surface of the valves 14, 15 after they are opened. The gas flows through the activated silica gel KSK 28 of the sorption tube 2. Using an aspirator 13, for example a bellows or similar, the required volume of natural gas is pumped through the activated silica gel KSK 28 of the sorption tube 2 in the range 100-600 cm 3 (for example, to determine a methanol concentration of more than 0 , 2 g / m 3 it is enough to pump 100 cm 3 of natural gas). After gas sampling, the valves 14, 15 of the sorption tube 2 are closed by unscrewing the cover 8 of the sampling device 7 after closing the valve 12. The sorption tube 2 is removed from the sampling device 7 and, if necessary, additionally sealed with plugs.

Затем сорбционную трубку 2 после перемещения к хроматографу 21 и снятия заглушек (если при необходимости они были использованы) помещают в нагретый до определенной температуры термодесорбер 1 (например, до 180°С). При закручивании крышки 16 термодесорбера 1 иглы 19, 20 с внутренними каналами, расположенные на крышках 16, 31 термодесорбера 1, открывают клапаны 14, 15 сорбционной трубки 2. Сорбционную трубку 2 нагревают примерно в течение 1 минуты. После переключения 10-портового крана-переключателя 4 в режим анализа через термодесорбер 1 и сорбционную трубку 2 начинает протекать газ-носитель, например гелий. Примеси десорбируются с разогретого силикагеля КСК 28 и десорбированные примеси элюируют в хроматографическую колонку 3, а затем к детектору 6 хроматографического комплекса.Then, the sorption tube 2 after moving to the chromatograph 21 and removing the plugs (if they were used if necessary) is placed in a thermal desorber 1 heated to a certain temperature (for example, up to 180 ° C). When screwing the cover 16 of the thermal desorber 1, the needles 19, 20 with internal channels located on the covers 16, 31 of the thermal desorber 1 open the valves 14, 15 of the sorption tube 2. The sorption tube 2 is heated for about 1 minute. After the 10-port faucet switch 4 is switched to the analysis mode, a carrier gas, for example helium, begins to flow through the thermal desorber 1 and the sorption tube 2. The impurities are desorbed from the heated KSK silica gel 28 and the desorbed impurities are eluted into chromatographic column 3, and then to detector 6 of the chromatographic complex.

Массовую концентрацию примесей вычисляют по формулеThe mass concentration of impurities is calculated by the formula

Figure 00000002
Figure 00000002

где Кгр - среднее значение градуировочного коэффициента метанола (воды);where K gr - the average value of the calibration coefficient of methanol (water);

S - значение площади пика метанола (воды) на хроматограмме, у.е.;S is the value of the peak area of methanol (water) in the chromatogram, cu;

Vг - значение объема природного газа, прокаченного через сорбционную трубку,V g - the value of the volume of natural gas pumped through the sorption tube,

см3;cm 3 ;

Y - массовая концентрация метанола (воды) в природном газе, г/м3.Y is the mass concentration of methanol (water) in natural gas, g / m 3 .

В качестве примера результатов хроматографического анализа природного газа на фиг.5 показана хроматограмма анализа природного газа на колонке с 10% ТСЕР на хромосорбе Т (Тк=120°С) после концентрирования на сорбционной трубке с силикагелем КСК.As an example of the results of chromatographic analysis of natural gas, Fig. 5 shows a chromatogram of analysis of natural gas on a column with 10% TCEP on chromosorb T (T c = 120 ° C) after concentration on a sorption tube with KSK silica gel.

Заявленный способ газохроматографического определения массовой концентрации примесей в природном газе и устройство для его реализации могут быть использованы для анализа и других примесей в газовой или воздушной среде.The claimed method of gas chromatographic determination of the mass concentration of impurities in natural gas and a device for its implementation can be used for analysis of other impurities in a gas or air environment.

Claims (8)

1. Способ газохроматографического определения массовой концентрации примесей в природном газе, включающий предварительный отбор пробы природного газа, концентрирование примесей на поглощающем сорбенте и последующую термодесорбцию примесей в хроматографическую колонку, отличающийся тем, что предварительный отбор пробы природного газа осуществляют посредством устройства отбора проб путем концентрирования примесей природного газа в сорбционной трубке с активированным силикагелем КСК и с клапанами, размещают сорбционную трубку в нагретый термодесорбер с иголками, посредством которых открывают клапана в сорбционной трубке, и элюируют десорбированные примеси в хроматографическую колонку.1. The method of gas chromatographic determination of the mass concentration of impurities in natural gas, including preliminary sampling of natural gas, concentration of impurities on an absorbing sorbent and subsequent thermal desorption of impurities in a chromatographic column, characterized in that the preliminary sampling of natural gas is carried out by means of a sampling device by concentration of natural impurities gas in the sorption tube with activated KSK silica gel and with valves, place the sorption tube in rety thermodesorbers with needles by which the valve is opened in the sorption tube and eluted with desorbed impurities into the chromatographic column. 2. Хроматографический комплекс определения массовой концентрации примесей в природном газе, состоящий из газового хроматографа, хроматографической насадочной колонки, 10-ти портового крана-переключателя, испарителя, детектора, термодесорбера, устройства для отбора проб и аспиратора, отличающийся тем, что устройство для отбора проб содержит емкость для размещения сорбционной трубки с клапанами в ее концах и с активированным силикагелем КСК, снабжено двумя иголками с внутренними каналами, обеспечивающими открывание клапанов сорбционной трубки при осуществлении отбора проб; термодесорбер снабжен двумя иголками с внутренними каналами, обеспечивающими открывание клапанов сорбционной трубки при осуществлении анализа.2. A chromatographic complex for determining the mass concentration of impurities in natural gas, consisting of a gas chromatograph, a chromatographic nozzle column, a 10-port switch crane, an evaporator, a detector, a thermal desorber, a sampling device and an aspirator, characterized in that the sampling device contains a container for accommodating the sorption tube with valves at its ends and with activated KSK silica gel, equipped with two needles with internal channels that open the sorption valves tubes during sampling; the thermal desorber is equipped with two needles with internal channels, providing opening of the sorption tube valves during analysis. 3. Сорбционная трубка, содержащая корпус, сорбент, отличающаяся тем, что сорбент в середине внутренней части корпуса выполнен из активированного силикагеля КСК, в концах корпуса расположены два клапана.3. A sorption tube containing a housing, a sorbent, characterized in that the sorbent in the middle of the inner part of the housing is made of activated KSK silica gel, two valves are located at the ends of the housing. 4. Сорбционная трубка по п.3, отличающаяся тем, что на внешней стороне одного из концов корпуса выполнен выступ в виде кольца или его части.4. The sorption tube according to claim 3, characterized in that on the outer side of one of the ends of the housing there is a protrusion in the form of a ring or part thereof. 5. Термодесорбер, содержащий корпус с емкостью для размещения сорбционной трубки, термометр сопротивления платиновый и на противоположных концах корпуса крышки, отличающийся тем, что снабжен двумя иголками с внутренними каналами, установленными в крышках и обеспечивающими открывание клапанов сорбционной трубки при осуществлении анализа.5. A thermal desorber comprising a body with a container for accommodating the sorption tube, a platinum resistance thermometer and at opposite ends of the lid body, characterized in that it is equipped with two needles with internal channels installed in the lids and providing opening of the sorption tube valves during analysis. 6. Термодесорбер по п.5, отличающийся тем, что на торцах иголок с внутренними каналами выполнены канавки с направлением от внутреннего канала к внешней стороне иголки.6. The thermal desorber according to claim 5, characterized in that at the ends of the needles with internal channels grooves are made with a direction from the internal channel to the outside of the needle. 7. Устройство отбора проб природного газа, содержащее корпус с емкостью для размещения сорбционной трубки и на противоположных концах корпуса крышки, отличающееся тем, что снабжено иголками с внутренними каналами, установленными в крышках и обеспечивающими открывание клапанов сорбционной трубки при осуществлении отбора пробы природного газа.7. A device for sampling natural gas, comprising a housing with a container for accommodating the sorption tube and at opposite ends of the lid body, characterized in that it is equipped with needles with internal channels installed in the lids and providing opening of the sorption tube valves when sampling natural gas. 8. Устройство отбора проб природного газа по п.6, отличающееся тем, что на торцах иголок с внутренними каналами выполнены канавки с направлением от внутреннего канала к внешней стороне иголки. 8. The device for sampling natural gas according to claim 6, characterized in that at the ends of the needles with internal channels grooves are made with a direction from the internal channel to the outside of the needle.
RU2007149052/28A 2007-12-28 2007-12-28 Gas chromatographic method of determining mass concentration of impurities in natural gas RU2361200C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007149052/28A RU2361200C1 (en) 2007-12-28 2007-12-28 Gas chromatographic method of determining mass concentration of impurities in natural gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007149052/28A RU2361200C1 (en) 2007-12-28 2007-12-28 Gas chromatographic method of determining mass concentration of impurities in natural gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2361200C1 true RU2361200C1 (en) 2009-07-10

Family

ID=41045854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007149052/28A RU2361200C1 (en) 2007-12-28 2007-12-28 Gas chromatographic method of determining mass concentration of impurities in natural gas

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2361200C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2510501C2 (en) * 2012-05-22 2014-03-27 Глеб Борисович Лисовенко Method of determining content of semi-volatile organic compounds in gaseous medium, composition as sorbent, use of sorbent
CN104458970A (en) * 2013-09-13 2015-03-25 中国科学院大连化学物理研究所 Thermal desorption device
RU213588U1 (en) * 2021-10-12 2022-09-16 Закрытое акционерное общество Специальное конструкторское бюро "Хроматэк" AUTOMATIC THERMODESORBER

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2510501C2 (en) * 2012-05-22 2014-03-27 Глеб Борисович Лисовенко Method of determining content of semi-volatile organic compounds in gaseous medium, composition as sorbent, use of sorbent
CN104458970A (en) * 2013-09-13 2015-03-25 中国科学院大连化学物理研究所 Thermal desorption device
CN104458970B (en) * 2013-09-13 2016-04-27 中国科学院大连化学物理研究所 A kind of thermal desorption device
RU213588U1 (en) * 2021-10-12 2022-09-16 Закрытое акционерное общество Специальное конструкторское бюро "Хроматэк" AUTOMATIC THERMODESORBER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2493449C (en) Analyte pre-concentrator for gas chromatography
JP6862535B2 (en) Multiple Capillary Column Pre-Concentration System for Increased Sensitivity of Gas Chromatography (GC) and Gas Chromatography Mass Spectrometry (GCMS)
US6652625B1 (en) Analyte pre-concentrator for gas chromatography
US8561484B2 (en) Sorbent devices with longitudinal diffusion paths and methods of using them
CN104569228B (en) A kind of sampling device
US4180389A (en) Isolation and concentration of sample prior to analysis thereof
JP2006516717A5 (en)
Parsons et al. Gas chromatographic method for concentration and analysis of traces of industrial organic pollutants in environmental air and stacks
WO2005040786A2 (en) Analyte pre-concentrator with separated adsorption outflow and desorption inflow
CN107219318A (en) It is a kind of can SPE headspace sampling device
RU2361200C1 (en) Gas chromatographic method of determining mass concentration of impurities in natural gas
JPH07318545A (en) Gas chromatograph with automatic pretreatment function
RU77444U1 (en) SORPTION TUBE AND DEVICES FOR ITS USE
JP7169775B2 (en) Separation method by gas chromatography, gas chromatograph device, gas analyzer, concentrator tube, concentrator, method for manufacturing concentrator tube, and gas detector
GB2344653A (en) Analysing components of gases or vapours
CN108444778A (en) The capturing device of volatile ingredient in a kind of air
JP2008249572A (en) Sample pretreatment device and gas chromatography analysis method
RU2210073C1 (en) Method of gas chromatograph analysis of content of admixtures in gases and device for realization of this method
JP2006524796A (en) Interface assembly for preconcentration of analytes in chromatography
Düblin et al. Thermal desorption-capillary gas chromatography for the quantitative analysis of dimethyl sulphate, diethyl sulphate and ethylene oxide in the workplace
US20080056955A1 (en) Ultra-trace sample concentrator and methods of use
RU2099700C1 (en) Desorber
CN108444777A (en) The simple capturing device of volatile ingredient in a kind of air
Makarov et al. New design of a sorption device for the preconcentration of organic impurities and their subsequent determination by gas chromatography
Psillakis Preconcentration Prior to Gas Chromatography

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 19-2009

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151229