RU2745752C1 - Sampling devices of continuous and cyclic type and method for detecting mixture components using sampling devices - Google Patents
Sampling devices of continuous and cyclic type and method for detecting mixture components using sampling devices Download PDFInfo
- Publication number
- RU2745752C1 RU2745752C1 RU2020115268A RU2020115268A RU2745752C1 RU 2745752 C1 RU2745752 C1 RU 2745752C1 RU 2020115268 A RU2020115268 A RU 2020115268A RU 2020115268 A RU2020115268 A RU 2020115268A RU 2745752 C1 RU2745752 C1 RU 2745752C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- components
- sampling device
- sampler
- analyzer
- chromatograph
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
-
- 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
- G01N1/2226—Sampling from a closed space, e.g. food package, head space
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к пробоотборным устройствам для аналитической химии, и может быть использовано для экспрессного обнаружения компонентов, а также для количественного и качественного определения содержания индивидуальных хлорорганических соединений, серосодержащих соединений, формальдегида в нефти, нафте, керосине, газойле, дизельном топливе, лигроиновой фракции, мазуте, бензине, сложных углеводородных смесях, химических реагентах с применением анализатора (лабораторного и/или промышленного хроматографа) методом анализа равновесного пара в циклическом и непрерывном режимах.The invention relates to sampling devices for analytical chemistry, and can be used for the rapid detection of components, as well as for the quantitative and qualitative determination of the content of individual organochlorine compounds, sulfur-containing compounds, formaldehyde in oil, naphtha, kerosene, gas oil, diesel fuel, naphtha fraction, fuel oil , gasoline, complex hydrocarbon mixtures, chemical reagents using an analyzer (laboratory and / or industrial chromatograph) by the method of equilibrium vapor analysis in cyclic and continuous modes.
В статье Исследование летучих компонентов нефтепродуктов на объектах нефтегазового комплекса методом анализа равновесного пара, Галишев М.А. и др. Научно-аналитического журнала «Вестник Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России» 2017, предложена конструкция установки для анализа равновесного пара циркуляционного типа, а также описаны эксперименты по исследованию летучих компонентов нефтепродуктов методом анализа равновесного пара с совместным ИК-спектроскопическим и газохроматографическим определением. Предложенная методика позволяет устанавливать наличие и проводить диагностику разнообразных по составу нефтепродуктов и органических растворителей, имеющих низкие температуры кипения и высокие давления насыщенных паров.In the article Investigation of volatile components of petroleum products at oil and gas facilities by the method of equilibrium steam analysis, M.A. Galishev. and other scientific and analytical journal "Bulletin of the St. Petersburg University of the State Fire Service of the EMERCOM of Russia" 2017, the design of the installation for the analysis of the equilibrium steam of the circulation type is proposed, and experiments are described on the study of volatile components of petroleum products by the method of analysis of equilibrium steam with combined IR spectroscopic and gas chromatographic determination. The proposed technique makes it possible to establish the presence and carry out diagnostics of petroleum products and organic solvents of various compositions, having low boiling points and high saturated vapor pressures.
В патенте RU 2219541 G01N 1/10 2003 г, описано определение методом газовой хроматографии количественного и индивидуального состава летучих хлорорганических соединений в сырой нефти, продуктах переработки нефти, химических реагентах нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей отрасли. Метод основан на том, что анализируемую смесь пропускают в потоке газа-носителя через испаритель при 220-350°С, затем разделяют в капиллярной колонке хроматографа при 50-320°С, детектируют при 220-350°С в электронозахватном детекторе, в который дополнительно подают газ-носитель со скоростью 20 см3/мин и по количественному и индивидуальному составу летучих хлорорганических соединений устанавливают конкретный источник загрязнения.In patent RU 2219541
Из патента RU 2545087, G01N 1/102015 известен способ определения хлорорганики в природных и сточных водах и с использованием газовой хроматографии, с применением анализа равновесного пара, который включает определение хлорбензола на капиллярной хроматографической колонке в потоке газа-носителя, представляющем собой азот; образование и регистрации пламенно-ионизационным детектором исследуемых ионов, образующихся в пламени. При этом готовят основной раствор, используя более вязкий растворитель этиленгликоль, поэтому основной раствор хорошо сохраняется 2 месяца при температуре от -2°С до -10°С. Затем готовят градуировочные растворы для диапазона концентраций хлорбензол 0,0003-0,02 мг/дм3. Далее делают пробоподготовку, градуируют хроматограф, прокалывая паровую фазу приготовленных концентраций, строят градуировочный график, выполняют пробоподготовку для исследуемых проб воды, паровую фазу прокалывают в испаритель хроматографа. При этом полученные данные обрабатывают компьютерной программой ChemStation, которой комплектуется хроматографический комплекс МАЭСТРО 7820А, и получают качественную идентификацию и количественное содержание определяемого вещества.From patent RU 2545087,
Из уровня техники (Прямое определение суммарного содержания хлор- и серосодержащих органических примесей в воде, Е.А. Сырбу и др., Вестник Моск. Ун-та. Сер. 2. Химия. 1998. Т. 39. №5) известен способ прямого определения суммарного содержания хлор и серосодержащих органических соединений в воде наряду с неорганическими примесями, основанный на сочетании высокотемпературной конверсии этих соединений в атмосфере кислорода с последующим их ионохроматографическим определением.From the prior art (Direct determination of the total content of chlorine and sulfur-containing organic impurities in water, EA Syrbu et al., Bulletin of Moscow University. Ser. 2. Chemistry. 1998. T. 39. No. 5) known method direct determination of the total content of chlorine and sulfur-containing organic compounds in water along with inorganic impurities, based on a combination of high-temperature conversion of these compounds in an oxygen atmosphere, followed by their ion chromatographic determination.
В качестве наиболее близкого технического решения выбрано технические решение RU 114533 G01N 1/00, 2012, в котором описано устройство, обеспечивающее отбор пробы равновесной паровой фазы из жидкой фазы с увеличенной степенью концентрации легких сернистых газов в отбираемой пробе при постоянном протоке жидкой фазы через пробоотборник и сохранении неподвижности газовой фазы, простого в конструкции, надежного в эксплуатации, обеспечивающего отбор и подачу на хроматограф для анализа равновесной паровой фазы нефти в автоматическом режиме за счет парофазного пробоотборника проточного типа содержащего корпус, трубопровод подачи анализируемой нефти, трубопровод отвода паровой фазы на анализ, при этом корпус дополнительно снабжен контрольно-предохранительным стоком и оперативным стоком, на котором установлен электромагнитный клапан, внутри корпуса дополнительно установлена пробоотборная камера в виде полого цилиндра без дна, к верхней части которой подведен трубопровод отвода паровой фазы, при этом нижний край пробоотборной камеры расположен выше дна корпуса и ниже отверстия оперативного стока, а внутри проботборной камеры установлен отражатель, под который вертикально подведен трубопровод подачи анализируемой нефти; корпус пробоотборника снабжен нагревателями и датчиками температуры.As the closest technical solution, the technical solution RU 114533 G01N 1/00, 2012 was chosen, which describes a device that provides sampling of the equilibrium vapor phase from the liquid phase with an increased degree of concentration of light sulfurous gases in the sample being taken with a constant flow of the liquid phase through the sampler and preservation of the immobility of the gas phase, simple in design, reliable in operation, providing selection and supply to the chromatograph for analysis of the equilibrium vapor phase of oil in automatic mode due to a vapor-phase flow-through sampler containing a body, a pipeline for supplying the analyzed oil, a pipeline for removing the vapor phase for analysis, when In this case, the housing is additionally equipped with a control and safety drain and an operational drain, on which an electromagnetic valve is installed, inside the housing, a sampling chamber is additionally installed in the form of a hollow cylinder without a bottom, to the upper part of which a vapor phase removal pipeline is connected, with the lower edge of the sampling chamber is located above the bottom of the housing and below the opening of the operational drain, and a reflector is installed inside the sampling chamber, under which the analyzed oil supply pipeline is vertically connected; The sampler body is equipped with heaters and temperature sensors.
Недостатки всех вышеописанных решений заключаются в низком пределе обнаружения компонентов, причем допускается только ручное управление процессом, идентификация слишком узкого ряда индивидуальных компонентов.The disadvantages of all the above solutions are the low detection limit of the components, and only manual control of the process is allowed, the identification of a too narrow range of individual components.
Кроме того, недостатком аналогов является то, что устройства, обеспечивают отбор пробы равновесной паровой фазы из нефти легких сернистых газов при постоянном протоке жидкой фазы нефти через пробоотборник и сохранении неподвижности газовой фазы, что не обеспечивает требования законов парофазного анализа.In addition, the disadvantage of analogs is that the devices provide sampling of the equilibrium vapor phase from oil of light sulfurous gases with a constant flow of the liquid phase of the oil through the sampler and maintaining the immobility of the gas phase, which does not meet the requirements of the laws of vapor phase analysis.
Задача заявленного изобретения состоит в разработке системы пробоотбора, которая исключает погрешность при ручном пробоотборе, влиянии человеческого фактора на беспристрастность анализа, и позволяет внедрить «цифровую» метрологию метода - в автоматическом режиме проверять корректность работы прибора и достоверность измерений по сравнению полученных метрологических характеристик анализа реальной пробы с заложенными в программу, выявляя, тем самым, отклонения в работе прибора и измерениях. Это позволит повысить достоверность измерений, спланировать заранее ремонтные работы, проводить поверку прибора удаленно и внедрить паспортизацию продукции «без лаборанта».The objective of the claimed invention is to develop a sampling system that eliminates the error in manual sampling, the influence of the human factor on the impartiality of the analysis, and allows you to implement the "digital" metrology of the method - automatically check the correctness of the device and the reliability of measurements by comparing the obtained metrological characteristics of the analysis of a real sample with those included in the program, thereby identifying deviations in the operation of the device and measurements. This will allow increasing the reliability of measurements, planning repair work in advance, checking the device remotely and introducing certification of products “without a laboratory assistant”.
Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении степени извлечения компонентов в паровую фазу, снижении времени анализа, достижения высокой степени автоматизации анализа, возможности использования цифровых технологий, увеличении перечня анализируемых компонентов, упрощении процесса градуировки хроматографа.The technical result of the claimed invention is to increase the degree of extraction of components into the vapor phase, reduce the analysis time, achieve a high degree of analysis automation, the possibility of using digital technologies, increase the list of analyzed components, and simplify the chromatograph calibration process.
Заявленный технический результат достигается за счет заявленного способа, а также использования пробоотборных устройств извлечения равновесного пара непрерывного типа и циклического типа.The claimed technical result is achieved due to the claimed method, as well as the use of sampling devices for extracting equilibrium steam of continuous type and cyclic type.
Предложен способ обнаружения содержания индивидуальных хлорорганических и серосодержащих компонентов углеводородной смеси путем хроматографического анализа пара, включающий отбор пробы равновесного пара и подачу пара через трубопровод или распылитель в пробоотборное устройство непрерывного или циклического типа с компрессором в виде мелкодисперсной газожидкостной фракции со скоростью не более 1000 мл/мин, нагрев пробоотборного устройства до 20-150°С в течение не более 60 минут, с обеспечением перехода анализируемых компонентов в паровую фазу, скапливающуюся в верхней части пробоотборника, при этом для более эффективного извлечения определяемых компонентов в паровую фазу проводят барботирование подогретым инертным газом, а после достижения фазового равновесия, обеспечивают перенос равновесного пара из пробоотборника за счет открытия клапана из пробоотборного устройства в дозирующую петлю крана-дозатора анализатора/хроматографа через линию подачи (с подогревом или без), причем, петля выполнена объемом от 10 мкл до 5 мл, затем осуществляют дозирование в хроматографическую предколонку, для отделения мешающих компонентов-примесей, а целевые компоненты направляют в следующую основную аналитическую хроматографическую колонку, где проводят их разделение при температуре 50-350°С, и регистрацию детектором, а жидкая часть нефтепродуктов сливается через сток, расположенный в нижней части пробоотборного устройства.A method is proposed for detecting the content of individual organochlorine and sulfur-containing components of a hydrocarbon mixture by chromatographic analysis of steam, including taking a sample of equilibrium steam and supplying steam through a pipeline or a nebulizer to a continuous or cyclic sampling device with a compressor in the form of a finely dispersed gas-liquid fraction at a rate of not more than 1000 ml / min. heating the sampling device to 20-150 ° C for no more than 60 minutes, ensuring the transition of the analyzed components to the vapor phase accumulating in the upper part of the sampler, while for more efficient extraction of the determined components into the vapor phase, bubbling is carried out with a heated inert gas, and after reaching phase equilibrium, the transfer of equilibrium steam from the sampler is ensured by opening the valve from the sampler into the dosing loop of the analyzer / chromatograph dosing valve through the supply line (with or without heating), moreover, the flow loop filled with a volume of 10 μl to 5 ml, then dosing into a chromatographic pre-column to separate interfering components-impurities, and the target components are sent to the next main analytical chromatographic column, where they are separated at a temperature of 50-350 ° C, and registered with a detector, and the liquid part of oil products is discharged through a drain located at the bottom of the sampling device.
Дозирование пробы осуществляют пневматическим способом дозирования по перепаду давления, известного объема пробы, заданного разницей давлений в пробоотборнике и перед колонкой.Dosing of the sample is carried out by pneumatic method of dosing according to the pressure drop, the known sample volume, given by the pressure difference in the sampler and in front of the column.
В способе может быть применен анализатор, газовый лабораторный хроматограф, потоковый хроматограф или хроматомасс-спектрометр.The method can be applied to an analyzer, laboratory gas chromatograph, flow chromatograph or chromatomass spectrometer.
Анализируемая смесь - это нефть, нафта, керосин, газойль, дизельное топливо, лигроиновая фракция, мазут, бензин, сложные углеводородные смеси, химические реагенты.The analyzed mixture is oil, naphtha, kerosene, gas oil, diesel fuel, naphtha fraction, fuel oil, gasoline, complex hydrocarbon mixtures, chemical reagents.
Также, предложено пробоотборное устройство извлечения равновесного пара непрерывного типа для способа обнаружения содержания индивидуальных компонентов смеси, включающее пробоотборник с пробоотборным компрессором, регулятором давления в сульфинертном исполнении и ротаметром, в центре пробоотборника расположена сульфинертная пробоотборная камера для подачи пробы в виде мелкодисперсной газожидкостной фракции через трубопровод или распылитель, при этом устройство снабжено обогреваемой/необогреваемой линией подачи пара - обогреваемым трубопроводом с краном-дозатором хроматографа/анализатора, выполненным с дозирующей петлей объемом от 10 мкл до 5 мл, и фильтрами для предотвращения попадания остаточного аэрозоля жидкости и механических примесей в линию подачи пробы, установленным перед хроматографом/анализатором.Also, a sampling device for extracting equilibrium steam of a continuous type is proposed for a method for detecting the content of individual components of a mixture, including a sampler with a sampling compressor, a pressure regulator in a sulfinert design and a rotameter, in the center of the sampler there is a sulfinert sampling chamber for supplying a sample in the form of a finely dispersed gas-liquid fraction through a pipeline or nebulizer, while the device is equipped with a heated / unheated steam supply line - a heated pipeline with a chromatograph / analyzer dosing valve made with a dosing loop with a volume of 10 μl to 5 ml, and filters to prevent residual liquid aerosol and mechanical impurities from entering the sample supply line installed in front of the chromatograph / analyzer.
Кроме того, предложено пробоотборное устройство извлечения равновесного пара циклического типа для способа обнаружения содержания индивидуальных компонентов смеси, включающее пробоотборное устройство объемом 0,11 - 4 л, пробоотборный компрессор с регулятором давления в сульфинертном исполнении, распылителем и ротаметром, а для достижения заданного уровня пар/жидкость устройство снабжено уровнемером и отсечным клапаном, анализатора выполнен с краном-дозатором, имеющим дозирующую петлю, объемом от 10 мкл до 5 мл, устройство имеет обогреваемый трубопровод - линию подачи, выполнено с обеспечением барботирования подогретым газом, и снабжено датчиком давления с клапаном для переноса равновесного пара из проботборного устройства в дозирующую петлю крана-дозатора анализатора по обогреваемой линии подачи, перед анализатором установлены фильтры, а в нижней части пробоотборного устройства выполнены сток для жидкой фазы и аварийный слив, предотвращающий попадание жидкой части пробы в анализатор, и предохранительный клапан, срабатывающий при избыточном давлении более 3 кг/см2, для обеспечения возможности повторения после удаления остатков следующего цикла извлечения пара и экспресс обнаружения содержания индивидуальных компонентов смеси. Устройство снабжено уровнемером для обеспечения уровня заполнения пробоотборника.In addition, a sampling device for extracting equilibrium steam of a cyclic type is proposed for a method for detecting the content of individual components of a mixture, including a sampling device with a volume of 0.11 - 4 liters, a sampling compressor with a pressure regulator in sulfinert design, a nebulizer and a rotameter, and to achieve a predetermined level of steam / liquid the device is equipped with a level gauge and a shut-off valve, the analyzer is made with a dosing valve with a dosing loop, with a volume of 10 μl to 5 ml, the device has a heated pipeline - a supply line, is made with the provision of bubbling with heated gas, and is equipped with a pressure sensor with a valve for transfer equilibrium steam from the sampling device into the dosing loop of the dosing valve of the analyzer along the heated supply line, filters are installed in front of the analyzer, and in the lower part of the sampling device there is a drain for the liquid phase and an emergency drain, preventing the ingress of the liquid part of the sample into the analyzer, and safety valve, which is triggered at an overpressure of more than 3 kg / cm2, to ensure the possibility of repeating the next cycle of steam extraction after the removal of the residues and express detection of the content of individual components of the mixture. The device is equipped with a level gauge to ensure the fill level of the sampler.
Изобретение иллюстрируют чертежи.The invention is illustrated in the drawings.
На фигуре 1 показано пробоотборное устройство извлечения равновесного пара непрерывного типа, а на фигуре 2 показано пробоотборное устройство извлечения равновесного пара циклического типа где:Figure 1 shows a continuous type headspace vapor recovery sampling device, and figure 2 shows a cyclic type headspace vapor recovery sampling device where:
1 - друбопровод,1 - pipeline,
2 - пробоотборный компрессор,2 - sampling compressor,
3 - регулятор давления в сульфинертном исполнении,3 - sulfinert pressure regulator,
4 - ротаметр,4 - rotameter,
5 - обогреваемое проботборное устройство,5 - heated sampling device,
6 - сульфинертная пробоотборная камера,6 - sulfinert sampling chamber,
7 - распылитель,7 - spray,
8 - дозирующая петля крана-дозатора,8 - dosing loop of the dosing tap,
9 - обогреваемая линия подачи,9 - heated supply line,
10 - коалесцентный фильтр10 - coalescent filter
11 - отсечной клапан11 - shut-off valve
12 - ротаметр12 - rotameter
13 - отсечной клапан13 - shut-off valve
14 - регулятор давления14 - pressure regulator
15 - отсечной клапан15 - shut-off valve
16 - сток,16 - stock,
17 - уровнемер,17 - level gauge,
18 - предохранительный клапан,18 - safety valve,
19 - датчик давления,19 - pressure sensor,
20 - датчик температуры,20 - temperature sensor,
21 - аналитическая колонка,21 - analytical column,
22 - детектор.22 - detector.
Работа пробоотборного устройства извлечения равновесного пара непрерывного типа осуществляется по следующему принципу. Проба нефтепродукта по обогреваемому трубопроводу 1 через пробоотборный компрессор 2 попадает на регулятор давления 3 в сульфинертном исполнении, где редуцируется и с фиксированным расходом через ротаметр 4 попадает в обогреваемое проботборное устройство 5. В центре пробооборного устройства расположена сульфинертная пробоотборная камера 6, в которую проба попадает через распылитель 7, в виде мелкодисперсной газожидкостной фракции.The work of the sampling device for extracting equilibrium steam of a continuous type is carried out according to the following principle. A sample of oil through the
Пробоотборное устройство обогревается в диапазоне температур от 20 до 150 С, при которой хлорорганические, серосодержащие соединения, формальдегид переходят из жидкой фазы в паровую, которая скапливается в верхней части пробоотборника. В пробоотборнике предусмотрено барботирование подогретым инертным газом для эффективного извлечения измеряемых компонентов в паровую фазу.The sampling device is heated in the temperature range from 20 to 150 C, at which organochlorine, sulfur-containing compounds, formaldehyde pass from the liquid phase to the vapor, which accumulates in the upper part of the sampler. The sampler is equipped with a heated inert gas bubbling for efficient extraction of the measured components into the vapor phase.
Перенос равновесного пара из пробоотборника в дозирующую петлю крана-дозатора 8 анализатора/хроматографа происходит через обогреваемую линию подачи 9. Дозирующая петля имеет объем от 100 мкл до 5 мл, где происходит количественный и качественный анализ. Для предотвращения попадания остаточного аэрозоля жидкости в линию подачи пробы перед хроматографом\анализатором установлен коалесцентный фильтр 10.The transfer of equilibrium steam from the sampler to the dosing loop of the
Излишки нефти удаляются из пробоотборника через контрольно-предохранительный сток в дренаж.Surplus oil is removed from the sampler through the safety drain to the drain.
В пробоотборнике предусмотрен аварийный слив, предотвращающий попадание жидкой части пробы в хроматограф.The sampler has an emergency drain to prevent the liquid part of the sample from entering the chromatograph.
Работа пробоотборного устройства извлечения равновесного пара циклического типа осуществляется следующим образом. Проба нефтепродукта по обогреваемому трубопроводу 1 через пробоотборный компрессор 2 попадает на регулятор давления 3 в сульфинертном исполнении, где редуцируется и с фиксированным расходом через ротаметр 4 попадает в обогреваемое проботборное устройство 5 через распылитель 7 в виде мелкодисперсной взвеси.The work of the sampling device for extracting equilibrium steam of the cyclic type is carried out as follows. The oil product sample through the
По достижению заданного уровня с помощью уровнемера 17, и соотношения фаз пар/жидкость в пределах - 10-90 мас. % / 90-10 мас. % отсечной клапан 11 закрывается, подача пробы прекращается. Пробоотборное устройство обогревается в диапазоне температур от 20 до 150 градусов Цельсия, при которой хлорорганические, серосодержащие соединения, формальдегид переходят из жидкой фазы в паровую, которая скапливается в верхней части пробоотборника. Дополнительно в пробоотборном устройстве предусмотрено барботирование подогретым инертным газом для эффективного извлечения измеряемых компонентов в паровую фазу. После достижение фазового равновесия и избыточного давления в диапазоне от 0.01 до 3 кгс/см2, которое измеряется датчиком давления 19, клапан 15 открывается и происходит перенос равновесного пара из проботборного устройство в дозирующую петлю крана-дозатора 8 анализатора (промышленного, лабораторного хроматографа) по обогреваемой линии подачи 9. Дозирующая петля имеет объем от 100 мкл. до 5 мл., где происходит количественный и качественный анализ. Для предотвращения попадания остаточной взвеси жидкости в линию подачи пробы перед анализатором (лабораторным и/или промышленным хроматографом) установлен коалесцентный фильтр 10. Жидкая часть нефтепродуктов сливается из через сток, расположенный в нижней части пробоотборного устройства. В пробоотборнике предусмотрен аварийный слив, предотвращающий попадание жидкой части пробы в анализатор (лабораторный и/или промышленный хроматограф) и предохранительный клапан срабатывающий при избыточном давлении более 3 кгс/см2. После удаления проанализированных нефтепродуктов цикл повторяется. Нагрев устройства при помощи пара или электрообогрева до установления температуры в диапазоне 20-150 градусов Цельсия, объем заполнения смесью от 0.05 до 2 литров, перенос равновесного пара производится в дозирующую петлю 8 анализатора, лабораторного или промышленного хроматографов происходит за счет перепада давления. Контроль нагрева осуществляется при помощи датчика температуры 20. Эффективность метода обеспечивается поддержанием соотношения между паровой и жидкой фазами в пробоотборнике в следующем диапазоне соотношений пар/жидкость в пределах - 10-90 мас. % / 90-10 мас. %. Объем пробоотборника от 0,11 до 4 литров. Проба в пробоотборнике предварительно термостатируется при температуре от 20 до 150 С в течении 2-60 минут. С помощью арматуры контрольно-измерительных приборов и автоматики (далее - КИП и А) производится барботирование инертного газа до заданного значения давления. После стабилизации давления осуществляется перенос паровой фазы в дозирующую петлю крана-дозатора 8 хроматографической системы.Upon reaching a predetermined level using the
Порядок проведения анализа после процесса подготовки и отбора пробы и подачи ее в приборы следующий:The analysis procedure after the process of preparation and sampling and its submission to the devices is as follows:
Проба из пробоотборника в объеме от 10 мкл до 5 мл. после дозирования попадает в предколонку, где отсекаются мешающие компоненты, а целевые компоненты попадают в основную аналитическую колонку, где происходит их разделение при температуре от 50 до 350°С. Далее компоненты регистрируются детектором. Разделение серосодержащих компонентов происходит на капиллярной колонке при температуре в диапазоне от 50 до 350°С. Определение формальдегида происходит на капиллярной колонке при температуре в диапазоне от 50 до 350°С. Градуировка анализатора (промышленного и/или лабораторного) хроматографа проводится по методу абсолютной градуировки. Способ количественного и качественного определения содержания индивидуальных хлорорганических соединений, серосодержащих соединений, формальдегида в нефти, нафте, керосине, газойле, дизельном топливе, лигроиновой фракции, мазуте, бензине, сложных углеводородных смесях, химических реагентах с применением анализатора (лабораторного и промышленного) хроматографа методом анализа равновесного пара в циклическом или непрерывном режимах заключается в пропускание потока пробы со скоростью в диапазоне от 1 до 1000 мл\мин через автоматизированную систему пробоподготовки поточного анализатора (лабораторного и промышленного) хроматографа, в которой происходит, нагрев и стабилизация равновесного пара при температуре от 20 до 150°С. Процедура переноса паровой фазы осуществляется за счет перепада давления, с применением специальных пневматических устройств для газохроматографического парофазного анализа. Для этого проба в пробоотборнике предварительно термостатируется при температуре от 20 до 150°С в течение 2-60 минут. С помощью арматуры КИП и А производится барботирование инертного газа до заданного значения давления. После стабилизации давления осуществляется перенос паровой фазы в дозирующую петлю крана-дозатора хроматографической системы. Проба в объеме от 10 мкл до 5 мл после дозирования попадает в предколонку, где отсекаются мешающие компоненты, а целевые компоненты попадают в основную аналитическую колонку, где происходит их разделение при температуре от 50 до 350°С. Далее компоненты регистрируются детектором. Разделение серосодержащих компонентов происходит на капиллярной колонке при температуре в диапазоне от 50 до 350°С. Определение формальдегида происходит на капиллярной колонке при температуре в диапазоне от 50 до 350°С. Аналоговый сигнал с детектора преобразовывается в цифровой. Цифровой сигнал в неизменном виде записывается в виде хроматограмму. Хроматограмма отображается в виде комбинации пиков, соответствующих найденным целевым компонентам и их концентрациям. Далее автоматизированное программное обеспечение, используя поправочные коэффициенты, производит перерасчет содержания найденных компонентов из паровой фазы в жидкую. Данные измерений сохраняются в хроматографе, формируются в отчет и передаются по интерфейсам Ethernet, RS 485, 4-20 mA в систему сбора и обработки данных. Градуировка анализатора (лабораторного и промышленного) хроматографа производится в автоматическом режиме по методу абсолютной градуировки с использованием парофазных источников газовых смесей (ПИГС) или аттестованных газовых смесей (АТС).Sample from the sampler in a volume of 10 μl to 5 ml. after dosing, it enters the guard column, where interfering components are cut off, and the target components enter the main analytical column, where they are separated at a temperature of 50 to 350 ° C. Then the components are registered by the detector. Separation of sulfur-containing components occurs on a capillary column at temperatures ranging from 50 to 350 ° C. Formaldehyde is determined on a capillary column at temperatures ranging from 50 to 350 ° C. The calibration of the analyzer (industrial and / or laboratory) chromatograph is carried out according to the method of absolute calibration. A method for the quantitative and qualitative determination of the content of individual organochlorine compounds, sulfur-containing compounds, formaldehyde in oil, naphtha, kerosene, gas oil, diesel fuel, naphtha fraction, fuel oil, gasoline, complex hydrocarbon mixtures, chemical reagents using an analyzer (laboratory and industrial) chromatograph by the method of analysis equilibrium steam in cyclic or continuous modes consists in passing a sample flow at a rate in the range from 1 to 1000 ml / min through an automated sample preparation system of an in-line analyzer (laboratory and industrial) chromatograph, in which the equilibrium steam is heated and stabilized at a temperature from 20 to 150 ° C. The vapor phase transfer procedure is carried out by means of a pressure drop, using special pneumatic devices for gas chromatographic vapor phase analysis. For this, the sample in the sampler is preliminarily thermostated at a temperature of 20 to 150 ° C for 2-60 minutes. With the help of instrumentation and A fittings, an inert gas is bubbled up to a given pressure value. After stabilization of the pressure, the vapor phase is transferred to the dosing loop of the dosing valve of the chromatographic system. After dosing, a sample in a volume of 10 μl to 5 ml enters the guard column, where interfering components are cut off, and the target components enter the main analytical column, where they are separated at a temperature of 50 to 350 ° C. Then the components are registered by the detector. Separation of sulfur-containing components occurs on a capillary column at temperatures ranging from 50 to 350 ° C. Formaldehyde is determined on a capillary column at temperatures ranging from 50 to 350 ° C. The analog signal from the detector is converted to digital. The digital signal is recorded unchanged in the form of a chromatogram. The chromatogram is displayed as a combination of peaks corresponding to the found target components and their concentrations. Further, the automated software, using correction factors, recalculates the content of the found components from the vapor phase to the liquid phase. Measurement data is stored in the chromatograph, generated in a report and transmitted via Ethernet, RS 485, 4-20 mA interfaces to the data collection and processing system. The calibration of the analyzer (laboratory and industrial) of the chromatograph is carried out in automatic mode according to the method of absolute calibration using vapor-phase sources of gas mixtures (PIGS) or certified gas mixtures (ATC).
Согласно предложенной методике, были выявлены компоненты, индивидуальных хлорорганических соединений, серосодержащих соединений, формальдегида в нефти, нафте, керосине, газойле, дизельном топливе, лигроиновой фракции, мазуте, бензине, сложных углеводородных смесях.According to the proposed method, components of individual organochlorine compounds, sulfur-containing compounds, formaldehyde in oil, naphtha, kerosene, gas oil, diesel fuel, naphtha fraction, fuel oil, gasoline, complex hydrocarbon mixtures were identified.
Предел обнаружения хлорорганических соединений в нефти - соответствовал 10 ppb.The detection limit for organochlorine compounds in oil was 10 ppb.
Перечень хлорсодержащих компонентов, которые возможно определить при использовании изобретения:The list of chlorine-containing components that can be determined using the invention:
Таким образом, данный метод определения хлорорганических и серосодержащих соединений в нефти имеет серьезные преимущества перед стандартными методами. При проведении исследования не требуется предварительная разгонка нефти, что упрощает анализ и исключает возможность потери легких хлорорганических и серосодержащих соединений. Идентификация индивидуальных хлорорганических и серосодержащих соединений позволяет выяснить, являются ли они природными или техногенными, что важно для внедрения способа снижения негативного влияния этих соединений на процессы переработки нефти. Стандартные методы определения хлорорганических и серосодержащих соединений достаточно трудоемки и длительны по времени, поэтому они уступают хроматографическому методу. Кроме того, данный метод имеет лучшие показатели прецизионности.Thus, this method for the determination of organochlorine and sulfur-containing compounds in oil has serious advantages over standard methods. The study does not require preliminary distillation of oil, which simplifies the analysis and excludes the possibility of the loss of light organochlorine and sulfur-containing compounds. The identification of individual organochlorine and sulfur-containing compounds makes it possible to find out whether they are natural or technogenic, which is important for introducing a method to reduce the negative impact of these compounds on oil refining processes. Standard methods for the determination of organochlorine and sulfur-containing compounds are rather laborious and time-consuming, so they are inferior to the chromatographic method. In addition, this method has the best precision indicators.
Среди других преимуществ заявленной группы изобретения, необходимо отметить следующие.Among other advantages of the claimed group of the invention, the following should be noted.
Был отмечен предел обнаружения по хлорорганическим на уровне 1-10 ррв.The detection limit for organochlorine was noted at the level of 1-10 ppm.
Осуществлена возможность применения потоковых хроматографов и уход от ручного труда.The possibility of using flow chromatographs and avoiding manual labor has been realized.
Для данного способа очевидна возможность внедрения цифровых технологий - удаленная диагностика всех устройств и их частей, проверка корректности работы прибора и системы дозирования, проверка достоверности измерений по заданным условиям в режиме "он-лайн", удаленная поверка хроматографа совместно с дозирующим устройством, паспортизация продукция в режиме "он-лайн"For this method, the possibility of introducing digital technologies is obvious - remote diagnostics of all devices and their parts, checking the correct operation of the device and the dosing system, checking the reliability of measurements under specified conditions in the "on-line" mode, remote verification of the chromatograph together with the dosing device, certification of products in online mode
Достигнуто повышение достоверности измерений за счет передачи пробы непосредственно в парофазный пробоотборник - нет искажения состава пробы и утечки из пробы легколетучих компонентов в результате неоднократного отбора и дозирования проб (сначала в пробоотборник по ГОСТ 2517-2012 с наличием паровой фазы, затем шприцем вручную через набитый стекловолокном лайнер в испаритель хроматографа. При этом происходит неоднократное изменение состава пробы с неконтролируемыми и недостаточно полноценно исследованными физико-химическими процессами).An increase in the reliability of measurements has been achieved by transferring the sample directly to the vapor-phase sampler - there is no distortion of the sample composition and no leakage from the sample of volatile components as a result of repeated sampling and dosing of samples (first into the sampler in accordance with GOST 2517-2012 with the presence of a vapor phase, then with a syringe manually through a packed with glass fiber liner into the evaporator of the chromatograph, in this case there is a repeated change in the composition of the sample with uncontrolled and insufficiently fully investigated physicochemical processes).
Возможность применения следующего оборудованияThe possibility of using the following equipment
ЛГХ - лабораторный газовый хроматограф;LGH - laboratory gas chromatograph;
ПГХ - потоковый хроматограф;PGC - flow chromatograph;
ХМС - хроматомасс-спектрометр;KhMS - chromatomass spectrometer;
ПХМС - потоковый хроматомасс-спектрометр;PChMS - flow chromatography-mass spectrometer;
ЭЗД - электронно-захватный детектор;ECD - electron capture detector;
ПФД - пламенно-фотометрический детектор;FPD - flame photometric detector;
ППФД - пульсирующий пламенно-фотометрический детектор;PPFD - pulsed flame photometric detector;
МСД - масс-селективный детектор;MSD - mass selective detector;
ДТП - детектор по теплопроводности;TCD - thermal conductivity detector;
ПИД - пламенно-ионизационный детектор;FID - Flame Ionization Detector;
Используемые в способе приборы - анализатор, ЛГХ, ПГХ, ХМС, ПХМС с детекторами электронного захвата (ЭЗД), детектором пламенным-фотометрическим (ПФД), детектором пульсирующим пламенно-фотометрическим (ППФД), галоген-селективным детектором (ГСД), масс-спектрометрическим детектором (МСД), детектором по теплопроводности (ДТП) и пламенно-ионизационным детектором (ПИД).Devices used in the method - analyzer, LGH, PGH, KhMS, PCMS with electron capture detectors (ECD), flame photometric detector (FPD), pulsed flame photometric detector (FPD), halogen selective detector (HSD), mass spectrometric detector (MSD), thermal conductivity detector (TCD) and flame ionization detector (FID).
Claims (7)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020115268A RU2745752C1 (en) | 2020-04-30 | 2020-04-30 | Sampling devices of continuous and cyclic type and method for detecting mixture components using sampling devices |
PCT/RU2020/000272 WO2021221531A1 (en) | 2020-04-30 | 2020-06-09 | Method for detecting components in a mixture and sampling devices |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020115268A RU2745752C1 (en) | 2020-04-30 | 2020-04-30 | Sampling devices of continuous and cyclic type and method for detecting mixture components using sampling devices |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2745752C1 true RU2745752C1 (en) | 2021-03-31 |
Family
ID=75353334
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020115268A RU2745752C1 (en) | 2020-04-30 | 2020-04-30 | Sampling devices of continuous and cyclic type and method for detecting mixture components using sampling devices |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2745752C1 (en) |
WO (1) | WO2021221531A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118191191A (en) * | 2024-05-16 | 2024-06-14 | 辽宁科瑞色谱技术有限公司 | High-precision gas chromatograph based on EPC technology |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5390529A (en) * | 1993-03-19 | 1995-02-21 | Agip S.P.A. | Method for determining heavy hydrocarbons in rock matrices and the apparatus for the purpose |
US6443001B1 (en) * | 1999-09-24 | 2002-09-03 | Institut Francais Du Petrole | Method and system for extracting, analyzing and measuring constituents transported by a bore fluid |
RU2219541C1 (en) * | 2002-07-25 | 2003-12-20 | Открытое акционерное общество "Томский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа Восточной нефтяной компании" | Method of determining contents of volatile organochlorine compounds in complex mixtures |
US7779667B2 (en) * | 2004-09-30 | 2010-08-24 | Geoservices Equipements | Device for extracting at least one gas contained in a drilling mud and associated analysis assembly |
RU114533U1 (en) * | 2011-09-30 | 2012-03-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Техническая Фирма "Бакс" | FLOW TYPE STEAM SAMPLE |
US8616051B2 (en) * | 2008-01-18 | 2013-12-31 | Geoservices Equipments | Method of analyzing a number of hydrocarbons contained in a drilling fluid, and associated device |
US8677814B2 (en) * | 2005-04-27 | 2014-03-25 | Geoservices Equipements | Device for extracting at least one type of gas contained in a drilling mud, an analysis arrangement and a related extraction method |
RU2545087C1 (en) * | 2013-12-24 | 2015-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Method of determining content of chlorobenzene in natural and waste water using gas chromatography and equilibration vapour analysis |
US9671381B2 (en) * | 2010-10-22 | 2017-06-06 | Geoservices Equipements | Device for analyzing at least one hydrocarbon contained in a drilling fluid and associated method |
KR102067864B1 (en) * | 2016-10-31 | 2020-01-17 | 주식회사 엘지화학 | Measuring device of solubility of mixed gas and measuring method by using the same |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10039125B2 (en) * | 2016-07-18 | 2018-07-31 | Ambit Microsystems (Shanghai) Ltd. | Data communication method and network device using the method |
-
2020
- 2020-04-30 RU RU2020115268A patent/RU2745752C1/en active
- 2020-06-09 WO PCT/RU2020/000272 patent/WO2021221531A1/en active Application Filing
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5390529A (en) * | 1993-03-19 | 1995-02-21 | Agip S.P.A. | Method for determining heavy hydrocarbons in rock matrices and the apparatus for the purpose |
US6443001B1 (en) * | 1999-09-24 | 2002-09-03 | Institut Francais Du Petrole | Method and system for extracting, analyzing and measuring constituents transported by a bore fluid |
RU2219541C1 (en) * | 2002-07-25 | 2003-12-20 | Открытое акционерное общество "Томский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа Восточной нефтяной компании" | Method of determining contents of volatile organochlorine compounds in complex mixtures |
US7779667B2 (en) * | 2004-09-30 | 2010-08-24 | Geoservices Equipements | Device for extracting at least one gas contained in a drilling mud and associated analysis assembly |
US8677814B2 (en) * | 2005-04-27 | 2014-03-25 | Geoservices Equipements | Device for extracting at least one type of gas contained in a drilling mud, an analysis arrangement and a related extraction method |
US8616051B2 (en) * | 2008-01-18 | 2013-12-31 | Geoservices Equipments | Method of analyzing a number of hydrocarbons contained in a drilling fluid, and associated device |
US9671381B2 (en) * | 2010-10-22 | 2017-06-06 | Geoservices Equipements | Device for analyzing at least one hydrocarbon contained in a drilling fluid and associated method |
RU114533U1 (en) * | 2011-09-30 | 2012-03-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Техническая Фирма "Бакс" | FLOW TYPE STEAM SAMPLE |
RU2545087C1 (en) * | 2013-12-24 | 2015-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" | Method of determining content of chlorobenzene in natural and waste water using gas chromatography and equilibration vapour analysis |
KR102067864B1 (en) * | 2016-10-31 | 2020-01-17 | 주식회사 엘지화학 | Measuring device of solubility of mixed gas and measuring method by using the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2021221531A1 (en) | 2021-11-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Dümichen et al. | Automated thermal extraction-desorption gas chromatography mass spectrometry: A multifunctional tool for comprehensive characterization of polymers and their degradation products | |
US20110046896A1 (en) | alcohol thermal dehydratation chamber, apparatus and method for determination of isotopic composition of non-exchangeable hydrogen and deuterium atoms in ethanol samples | |
US10100637B2 (en) | Device for automatically calibrating an analyzer used for mud gas or fluid logging, associated analysis system and drilling rig | |
RU2745752C1 (en) | Sampling devices of continuous and cyclic type and method for detecting mixture components using sampling devices | |
CN110286163A (en) | The analysis method of 9 kinds or more nitrosamine compounds in water | |
Messman et al. | Determination of tetraalkyllead compounds in gasoline by liquid chromatography-atomic absorption spectrometry | |
US5191786A (en) | Method for detecting the presence and concentration of relatively low molecular weight components in a liquid | |
Pauls | Determination of elemental sulfur in gasoline by gas chromatography with on-column injection and flame ionization detection following derivatization with triphenylphosphine | |
CN101592632B (en) | Method for measuring and analyzing content of acetone contained in power transformer oil | |
CN110895266A (en) | Analysis device and method for measuring contents of hydrogen sulfide and phosphine | |
CN101310178A (en) | Absolute method for the quantification of organic compounds | |
Bellar et al. | Determination of vinyl chloride at. mu. g/l. level in water by gas chromatography | |
CN111272524B (en) | Method for diluting a sample liquid and dilution unit for subsequent analysis | |
EP0543608B1 (en) | Automated analyzer for monitoring the chloride content of a process stream | |
McCormick | Determination of total sulphur in fuel oils by ion chromatography | |
RU2229122C1 (en) | Procedure establishing summary content of hydrocarbons in analyzed mixture | |
Revel’skii et al. | A new method for the simultaneous and highly sensitive determination of the total content of F-, Cl-, Br-, and S-organic compounds in products of oil refining | |
RU2748390C1 (en) | Method for determination of organochlorine compounds in oil and petroleum products by chromatographic method | |
Quiram et al. | Determination of Hydrocarbon Gases As Air Contaminants | |
Dawson | Detection of Traces of Polynuclear Aromatics in Hydrocarbons by Gas Chromatography. | |
RU2809978C1 (en) | Method for determining content of organochlorine compounds in an oil sample and installation for its implementation | |
Porter et al. | Gas chromatographic determination of fuel dilution in lubricating oils | |
RO132682A2 (en) | Quick method for determining organometallic compounds in ultra-traces, from soil samples, by ultrasonic extraction-headspace-solid phase microextraction and gas chromatography coupled with mass spectrometry (): surface water, soil, air, vegetation | |
Chuikin et al. | Determination of oil pollutants in aqueous samples with the use of steam carrier gas chromatography | |
Bin et al. | Uncertainty Evaluation of Determination of Microcystin MC-LR in Environmental Samples by Solid Phase Extraction-Ultra Performance Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20220120 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20220425 Effective date: 20220425 |