RU2691711C1 - Картридж для пассивной адсорбции углеводородов - Google Patents
Картридж для пассивной адсорбции углеводородов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2691711C1 RU2691711C1 RU2018136391A RU2018136391A RU2691711C1 RU 2691711 C1 RU2691711 C1 RU 2691711C1 RU 2018136391 A RU2018136391 A RU 2018136391A RU 2018136391 A RU2018136391 A RU 2018136391A RU 2691711 C1 RU2691711 C1 RU 2691711C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cartridge
- hydrocarbons
- membrane
- adsorption
- sorbent
- Prior art date
Links
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 15
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 15
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims abstract description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical class [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims abstract description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 4
- CMRSBOGQMSQPFW-UHFFFAOYSA-N 5-hydroxy-6-methyl-1h-pyrimidine-2,4-dione Chemical compound CC=1NC(=O)NC(=O)C=1O CMRSBOGQMSQPFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
- G01N1/2202—Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling
- G01N1/2214—Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling by sorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
-
- G01N30/482—
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/60—Construction of the column
- G01N30/6091—Cartridges
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Изобретение относится к картриджу для пассивной адсорбции углеводородов и может быть использовано для адсорбции углеводородов из газовоздушной смеси почвогрунта с последующим определением их массовой концентрации методом хромато-масс-спектрометрии. Картридж содержит корпус из металлической сетки и сорбент. Картридж при проведении адсорбции размещается в мембранном чехле. В качестве сорбента используется комплексный адсорбент, состоящий из силикагеля КСК, Tenax-TA и модифицированного активированного угля в соотношении, мас.%: 0,5:2:1. В качестве модифицированного активированного угля может использоваться активированный уголь, модифицированный монослоем 5-гидрокси-6-метилурацила. Мембранный чехол может содержать три ячейки, в каждой из которых размещается по одному картриджу с комплексным адсорбентом. В качестве мембраны может использоваться материал, не пропускающий влагу. Обеспечивается пассивная адсорбция углеводородов, позволяющая идентифицировать широкий спектр углеводородов, герметично транспортировать картридж и избежать попадания влаги и различных примесей на сорбент. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к сорбционным трубкам, используемым для пассивной адсорбции углеводородов из газо-воздушной смеси почвогрунта с последующим их определением массовой концентрации методом хромато-масс-спектрометрии.
Известна система Radiello (Италия), использующая в качестве адсорбента для легколетучих органических соединений Carbograph 4TD, и имеющая цилиндрическую внешнюю поверхность, которая действует в качестве диффузной мембраны, в которых газообразные молекулы движутся в осевом направлении и параллельно направлению слоя адсорбента.https://www.sigmaaldrich.com/content/dam/sigma-aldrich/docs/Sigma/General_Information/radiello_bro_2nd_ed_2007.pdf Недостатком системы Radiello является сложность устройства для отбора проб и высокая стоимость.
Известно устройство отбора проб анализируемого газа, содержащее корпус с емкостью для размещения сорбционной трубки и на противоположных концах корпуса крышки (изобретение 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).
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.
Наиболее близким аналогом является диффузионное пробоотборное устройство, содержащие корпус с сорбентом во внутренней части корпуса (сорбционная трубка в заявке на патент US 2015/0300928 А1, МПК G01N 1/22, дата публикации 22.10.2015). Трубка состоит из полого пористого корпуса, содержащего внутри адсорбирующее вещество. Корпус имеет цилиндрическую форму.
Недостатком является сложность транспортировки, хранение только в течение определенного периода времени, трудность в обработке, так как образец может легко загрязниться.
Целью изобретения явилось создание картриджа для пассивной адсорбции углеводородов, позволяющий идентифицировать широкий спектр углеводородов, герметично транспортировать картриджи с места проведения испытаний до лаборатории, избежать попадания влаги и различных примесей на сорбент.
Поставленная цель достигается в предложенном картридже, который содержит корпус из металлической сетки, внутри которого размещен комплексный адсорбент: силикагель КСК : Tenax-ТА : модифицированный активированный уголь, в соотношении, % масс.: 0,5:2:1, который при проведении адсорбции размещается в мембранном чехле.
В составе комплексного адсорбента используется активированный уголь, модифицированный монослоем 5-гидрокси-6-метилурацила.
Мембрана содержит три ячейки, в каждую из которых размещается по одному картриджу с комплексным адсорбентом. В качестве мембраны используется материал, не пропускающий влагу.
Данный состав сорбента позволяет адсорбировать широкий спектр углеводородов из газо-воздушной смеси почвогрунта (90 соединений). Если взять силикагель КСК более 0,5% не эффективно с точки зрения экономичности, меньше 0,5% - недостаточно для сорбции углеводородов (С5-С6). Основная нагрузка возложена на сорбент Tenax-ТА, позволяющий идентифицировать широкий спектр углеводородов (С7-С30) поэтому целесообразно использовать именно в таком соотношении % масс.
При проведении испытаний методом пассивной адсорбции оптимальным является использование мембраны с тремя ячейками, в каждую из которых размещается по одному картриджу с комплексным адсорбентом.
В качестве мембраны используется материал, не пропускающий влагу с плотностью 90 г/м2, коэффициентом водонепроницаемости 10000 мм, дышащими свойствами 8000 г/м2/24 часа. Это в свою очередь дает ряд преимуществ, выражающихся в исключении попадания на сорбент влаги и механических частиц из воздуха и почвогрунта.
Мембранный чехол с картриджами внутри помещается в стеклянный контейнер, который позволяет сохранить герметичность при транспортировке от места отбора пробы к месту анализа и обратно.
На фиг. 1 представлен картридж, размещенный в сорбционной трубке в сечении.
На фиг. 2 мембранный чехол с размещенными в нем картриджами в сечении.
Картридж 2 размещен в корпусе из металлической сетки 2а. Картридж 2 в процессе транспортировки помещается в сорбционную трубку 1. В концах сорбционной трубки 1 расположены две крышки 3, 4 (фиг. 1). Такая конструкция позволяет сохранить герметичность картриджа в сорбционной трубке до и после отбора пробы методом пассивной адсорбции, а также после извлечения сорбционной трубки из устройства отбора проб до начала осуществления анализа пробы. Крышки 3 и 4 сорбционной трубки выполнены в виде винтов, внутри каждой крышки размещены герметизирующие кольца 5, 6 из фторопласта.
Комплексный адсорбент на фиг. 1 состоит из трех компонентов: силикагель КСК 2б, Tenax-ТА 2в, модифицированный активированный уголь 2г.
Корпус 2а выполнен из металлической сетки (фиг. 1). Один картридж может быть размещен в одной сорбционной трубке.
Для отбора проб из почво-грунта оптимально использовать картриджи 2 в количестве 3 шт размещенные в мембранном чехле 7, разделенном на три ячейки, соответственно для каждого картриджа.
Картридж используется в методе пассивной сорбции.
Стеклянный контейнер открывают, извлекают мембранный чехол 7 с тремя картриджами 2 и размещают в почвогрунт для пассивной адсорбции углеводородов. Далее по истечении времени мембранный чехол извлекается из почвогрунта, помещается обратно в стеклянный контейнер и транспортируется в лабораторию. Каждый картридж 2, извлеченный из мембранного чехла 7 помещают в сорбционную трубку 1. Для этого у сорбционной трубки 1 откручивают крышки 3, 4 и размещают картридж внутри. Затем сорбционную трубку помещают в термодесорбер и постепенно нагревают до 300-320°С. Высокая температура термодесорбции возможна благодаря заданному составу комплексного адсорбента, что в свою очередь позволяет идентифицировать широкий спектр углеводородов (90 соединений).
Заявленный картридж содержащий комплексный адсорбент - «силикагель КСК : Tenax-ТА : модифицированный активированный уголь» может применяться при газохроматографическом определении массовой концентрации углеводородов в газо-воздушной смеси пассивной адсорбцией из почвогрунта.
Claims (4)
1. Картридж для пассивной адсорбции углеводородов, содержащий корпус из металлической сетки, сорбент, отличающийся тем, что в качестве сорбента картридж содержит комплексный адсорбент - силикагель КСК: Tenax-ТА: модифицированный активированный уголь в соотношении, мас.%: 0,5:2:1, который при проведении адсорбции размещается в мембранном чехле.
2. Картридж по п. 1, отличающийся тем, что в составе комплексного адсорбента используется активированный уголь, модифицированный монослоем 5-гидрокси-6-метилурацила.
3. Картридж по п. 1, отличающийся тем, что мембранный чехол содержит три ячейки, в каждую из которых размещается по одному картриджу с комплексным адсорбентом.
4. Каритридж по п. 1, отличающийся тем, что в качестве мембраны используется материал, не пропускающий влагу.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018136391A RU2691711C1 (ru) | 2018-10-15 | 2018-10-15 | Картридж для пассивной адсорбции углеводородов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018136391A RU2691711C1 (ru) | 2018-10-15 | 2018-10-15 | Картридж для пассивной адсорбции углеводородов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2691711C1 true RU2691711C1 (ru) | 2019-06-17 |
Family
ID=66947613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018136391A RU2691711C1 (ru) | 2018-10-15 | 2018-10-15 | Картридж для пассивной адсорбции углеводородов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2691711C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2210073C1 (ru) * | 2002-06-25 | 2003-08-10 | Закрытое акционерное общество "Новокуйбышевская нефтехимическая компания" | Способ газохроматографического анализа содержания примесей в газах и устройство для его осуществления |
| RU2237879C2 (ru) * | 2002-11-26 | 2004-10-10 | Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики | Пробоотборник пассивный |
| US20150300928A1 (en) * | 2012-11-14 | 2015-10-22 | The European Union, Represented By The European Commission | Diffusive sampling device |
| RU179464U1 (ru) * | 2015-11-06 | 2018-05-15 | Атлас Копко Эрпауэр, Намлозе Веннотсхап | Адсорбционное устройство с адсорбирующим агентом |
-
2018
- 2018-10-15 RU RU2018136391A patent/RU2691711C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2210073C1 (ru) * | 2002-06-25 | 2003-08-10 | Закрытое акционерное общество "Новокуйбышевская нефтехимическая компания" | Способ газохроматографического анализа содержания примесей в газах и устройство для его осуществления |
| RU2237879C2 (ru) * | 2002-11-26 | 2004-10-10 | Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики | Пробоотборник пассивный |
| US20150300928A1 (en) * | 2012-11-14 | 2015-10-22 | The European Union, Represented By The European Commission | Diffusive sampling device |
| RU179464U1 (ru) * | 2015-11-06 | 2018-05-15 | Атлас Копко Эрпауэр, Намлозе Веннотсхап | Адсорбционное устройство с адсорбирующим агентом |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wardencki | Problems with the determination of environmental sulphur compounds by gas chromatography | |
| US8561484B2 (en) | Sorbent devices with longitudinal diffusion paths and methods of using them | |
| Mochalski et al. | Suitability of different polymer bags for storage of volatile sulphur compounds relevant to breath analysis | |
| AU2010292492B2 (en) | Preconcentrating a sample | |
| Mochalski et al. | Stability of selected volatile breath constituents in Tedlar, Kynar and Flexfilm sampling bags | |
| US8714034B2 (en) | Gas flux measurement using traps | |
| Hojdová et al. | The influence of sample drying procedures on mercury concentrations analyzed in soils | |
| Yassaa et al. | Quantitative and enantioselective analysis of monoterpenes from plant chambers and in ambient air using SPME | |
| Huber et al. | Nanogold-decorated silica monoliths as highly efficient solid-phase adsorbent for ultratrace mercury analysis in natural waters | |
| Kirschbaum et al. | No detectable aerobic methane efflux from plant material, nor from adsorption/desorption processes | |
| Cuccia et al. | Novel approach for the quantitative analysis of MEA degradation products present in gas effluent of CO2 capture process by thermal desorption–gas chromatography–mass spectrometry: Development and validation | |
| RU2691711C1 (ru) | Картридж для пассивной адсорбции углеводородов | |
| JP2003185541A (ja) | 揮発性有機化合物捕集用パッシブサンプラー | |
| Beghi et al. | Sample water removal method in volatile organic compound analysis based on diffusion through poly (vinyl fluoride) film | |
| Huang et al. | Evaluation and application of a passive air sampler for atmospheric volatile organic compounds | |
| Bukenov et al. | Quantification of transformation products of rocket fuel unsymmetrical dimethylhydrazine in air using solid‐phase microextraction | |
| Thammakhet et al. | Cost effective passive sampling device for volatile organic compounds monitoring | |
| Walker et al. | Developing a passive trap for diffusive atmospheric 14CO2 sampling | |
| Miguel et al. | Apparatus for vapor-phase adsorption of polycyclic organic matter onto particulate surfaces | |
| RU77444U1 (ru) | Сорбционная трубка и устройства для ее использования | |
| Güzel et al. | Gas Chromatography Method Validation Study for Sensitive and Accurate Determination of Volatile Aromatic Hydrocarbons (VAHs) in Water | |
| RU2361200C1 (ru) | Способ газохроматографического определения массовой концентрации примесей в природном газе и устройство для его реализации | |
| Marć et al. | The home-made in situ passive flux sampler for the measurement of monoterpene emission flux: preliminary studies | |
| Tursumbayeva | Simple and accurate quantification of odorous volatile organic compounds in air with solid phase microextraction and gas chromatography-mass spectrometry | |
| Castellnou et al. | Refrigerated multibed adsorption in sampling and analysis of atmospheric light hydrocarbons at ppb (v/v) and sub-ppb (v/v) concentrations |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201016 |