液体原油サンプル中の溶存硫化水素を分析するための多次元ガスクロマトグラフィー法が紹介されています。Deansスイッチは、二次カラムでの分離および硫黄化学発光検出器での検出のために、軽い硫黄ガスをハートカットするために使用されます。
このコンテンツを表示するには、JoVEへの購読が必要です。 または、無料トライアルをお申し込みください。
液体原油サンプル中の溶存硫化水素を分析するための多次元ガスクロマトグラフィー法が紹介されています。Deansスイッチは、二次カラムでの分離および硫黄化学発光検出器での検出のために、軽い硫黄ガスをハートカットするために使用されます。
原油サンプル中の溶存硫化水素の分析のための方法は、ガスクロマトグラフィーを用いて実証されます。効果的に干渉を除去するために、二次元の列の構成は、第二列(ハートカット)に最初から硫化水素を移送するために用いられるのDeansスイッチで、使用されます。液体の粗サンプルは、最初のジメチルポリシロキサンカラムで分離され、軽いガスは、ハートカット、さらに他の光硫黄種から硫化水素を分離することができる結合した多孔質層オープンチューブラー(PLOT)カラムで分離されています。硫化水素は、次いで、選択の追加の層を追加すること、硫黄化学発光検出器で検出されます。硫化水素の分離および検出に続いて、システムは、粗試料中に存在する高沸点炭化水素を除去し、クロマトグラフィーの完全性を維持するためにバックフラッシュされます。溶存硫化水素は、1.1から500 Pに液体試料中の定量化されています午後には、サンプルの範囲に幅広い適用性を実証します。この方法はまた、正常0.7 9,700 ppmでの硫化水素の測定と、原油のヘッドスペースとプロセスガスバッグからガスサンプルの分析に適用されています。
健康と安全規制と経済は油の品質の関数であるとして、原油の正確な分析は、石油・ガス産業のために不可欠です。粗製のサンプルの輸送を保護するためには、放出または漏出の場合に実施される安全規則を開発するために、粗サンプルの特性を決定する必要があります。具体的には、硫化水素の定量化(H 2 S)が原因で、気相中でその高い毒性のために、重要です。 100 ppmのような低いエクスポージャーは致命的なことができ(http://www.cdc.gov/niosh/idlh/7783064.html)1,2。粗製サンプル中の溶解H 2 Sは、一般的に3,4腐食性であると考えられ、そして油5-7を治療するために用いられる触媒を不活性化することができます。原油からのH 2 Sの除去は、ストリーム理想的であるが、溶解したH 2 Sを測定する方法がなければ、除去処置の成功を評価することは困難です。これらの理由のため、このプロトコルはdissoを測定するために開発されましたこのようなカナダのオイルサンド原油などの重質原油試料中のH 2 SをLVED。
標準的な方法の数は軽い石油又は燃料ベースのサンプル中のH 2 Sの定量化のために存在するが、どれも一般的に、カナダのオイルサンドから抽出された重い原油を使用するために検証されていません。 H 2 Sおよびメルカプタンユニバーサル石油製品(UOP)メソッド163 8によって滴定技術を用いて決定されるが、この方法は、滴定曲線の手動読み取りから得られるユーザ解釈バイアスを被ります。石油(IP)法570の研究所は、燃料油試料9と、シンプルさと携帯性から利益を加熱する専門のH 2 S・アナライザを使用していますが、重いサンプル10と正確さを欠いています。米国材料試験協会(ASTM)方法D5623は、軽油の液体中でのH 2 Sを測定するための極低温冷却および硫黄選択的検出をガスクロマトグラフィー(GC)を使用しています11,12。この規格は、したがって、それは、本明細書で論じるプロトコルの基礎として使用され、周囲の分離を使用するように向上させることができ、また、重い原油に適用します。
GCは、石油試料の分析のために頻繁に使用される技術です。サンプルは、熱い入口で気化され、そして分離は、気相で起こります。それは簡単に入口での加熱時に液体試料から放出されるようなガス相分離は、H 2 Sの分析のためのGC最適です。 GC法が作成され、使用される温度プログラムに応じて、異なるサンプルに合わせて調整、列が実装され、多次元クロマトグラフィー13-15を使用することができます。 GCを用いて、H 2 Sを測定するための最近の発展の数がありました。ルオンら多次元GCおよびディーンズスイッチングを使用して、光と中間留分中のH 2 Sと他の光硫黄化合物の測定値を示したが、この方法ではない持っていますまだ重い原油16に適用され。ディ三蔵らはまた、GCを用いて、ガソリン中のH 2 Sを定量化し、しかし、それはまた、重い原油に使用され、サブ周囲冷却17を必要とされていません。ここで紹介する方法は、10分(ルオン)と40分(ディ三蔵)に比べて、5分の完了分析時間で、これらの従来の方法より節約かなりの時間を示しています。残念ながら、精度を比較するために私たちの研究室でこれらのメソッドの実装が原因で機器や時間の制約することはできませんでした。
多次元GCは、ユーザーが2つの列の選択ではなく、単一の列を利用することができます。従来のGCでは、分離は、1列で発生します。多次元GCの場合には、試料を分離し、選択性を向上させる、二つの異なるカラムで分離されています。学部長のスイッチは、二次元の列構成を採用するために使用される一つの装置です。スイッチは悲惨に外部バルブを使用しています2出口ポート18〜20のいずれかにスイッチ上の入口からCTガス流。最初のカラムからの流出物は、いずれかの方向に向けることができます。この場合、光硫黄ガスは、多孔質層開管の最初の分離から「ハートカット」21 Hの分離に優れていることが示されている二次分離のために(PLOT)カラムである他の光硫黄ガスから2 S (http://www.chem.agilent.com/cag/cabu/pdf/gaspro.pdf)22-24。硫黄化学発光検出器は、硫黄化合物の選択性を提供し、心臓カット中PLOTカラムに転送されていてもよい任意の他の軽質ガスからの干渉の可能性を排除し、検出のために使用されます。原油サンプルからの炭化水素は、第一次元カラムに保持され、バックフラッシュ手順の間に削除されます。これは、任意の汚染25-27からPLOTカラムを保護します。このアプローチは、正常肛門のために実装されています変圧器油28における酸化防止剤のysis。
本明細書において、二次元GC法は、重質原油サンプル中の溶解H 2 Sの分析および定量化のために使用されます。この方法は、H 2 S濃度の広い範囲にわたって適用可能であることが示され、また、気相サンプル中のH 2 Sを測定することができます。
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
注意:使用する前に、材料に関連するすべての物質安全データシート(MSDS)を参照してください。特に、CS 2は非常に可燃性であり、適切に保存され、処理されるべきです。 H 2 Sガスは非常に毒性があり、かつ任意の容器又はH 2 Sを含むガスバッグを開いたり、正しく通気換気フードの外側で処理されるべきではありません。原油サンプルでの作業は必ず完全個人用保護具(手袋、安全メガネ、白衣、ズボンと閉じたつま先の靴)で行われるべきであり、すべての粗サンプルを換気フードに、オープンした転送して処理する必要があります。認定ガス基準は、有効期限と製造業者から配信され、最も正確な結果のケアのための期限が切れていない基準を使用するように注意する必要があります。
標準の調製
2.機器セットアップ

図1.ディーンズは、電卓を切り替える。学部長のスクリーンショットは、電卓プログラムを切り替えます。ユーザ調整可能なパラメータは、ホワイトボックスに示されており、出力パラメータは、青色のボックスに示されています。EF = "https://www.jove.com/files/ftp_upload/53416/53416fig1large.jpg"ターゲット= "_空白">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

図2.ガスクロマトグラフオーブン。ConfiguratiGCオーブン内の列配置の上。 FID:炎イオン化検出器、SCD:硫黄化学発光検出器は、 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
3.装置のキャリブレーション
4.サンプル分析

図3.過負荷状態のH 2 Sのピークとガスクロマトグラム。30℃に保持された液体粗試料のヘッドスペースからガス注入、SCDの過負荷を証明している。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
5.データ解析
/ "/ 53416 / 53416fig4.jpgをアップロード>
H 2 S 2つは変化を示すクロマトグラムは、H 2 Sとの粗試料をスパイクするとき期待重ねて図4.原油サンプルがスパイク 、この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

図5.ガスクロマトグラムデータ解析のH 2 Sの濃度を決定するために使用される試料とピーク面積中のH 2 Sのピークの位置を強調し、データ解析プログラムの。スクリーンショット拡大表示するにはここをクリックしてくださいこの図のバージョン。彼をクリックしてくださいこの図の拡大版を表示するために再。

データ分析のための図6.サンプルスプレッドシート。キャリブレーション標準のピークの面積と試料ピークの面積を用いて、H 2 Sの濃度を計算する方法の例を示す表計算プログラムのスクリーンショット。 ご覧になるにはこちらをクリックしてくださいこの図の拡大版。
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
液体と気体の両方のサンプルについてのH 2 Sの信頼性のある定量化を得るために、適切なキャリブレーションが必要です。キャリブレーションの注射とサンプル注入のために、H 2 Sのピークは、隣接するピークと重複するべきではなく、再現性のピーク面積を持っている必要があります。 図3ガスは、この方法はあまりにも集中している気体試料の注入を示しています。これは、250μlの注射器を使用してより大きなは500ppmのガス濃度検出器を過負荷にすることが見出されました。 H 2 Sの気相濃度は、一般に、液体よりもはるかに高かったように、この問題は、液体試料のために遭遇しませんでした。オーバーロードの問題は、ガスの少量を注入することによって対処されました。これは、より小さな注入体積が最も再現性があったのに対し、このような分割比のような他のパラメータを調整することは、クロマトグラフィー性能を劣化することが見出されました。液体と気体の両方の注射のために最初の注射は、多くの場合、差分を持っていましたerentピーク3その後の注射よりも面積、および定期的に廃棄しま...
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
H 2 Sの最適な測定を達成するために、この方法は、学部長スイッチ、バックフラッシュおよび硫黄化学発光検出器(SCD)を用います。ジメチルポリシロキサンカラムは、一次元GCカラムとして使用され、それらはPLOTカラムを汚染しないように、試料中に存在する重質炭化水素の移動を遅延させる働きをします。この効果は、クール(50°C)最初の分離によって強化されます。ライトガスは第一次元カラムを通過し、さらなる分離のためにハートカット中PLOTカラムによって捕捉されます。 SCDが唯一の選択の追加の層を追加し、任意の炭化水素または他の軽質ガス29,30による干渉を防止し、硫黄を含有する化合物に応答します。この方法で使用されるカラムの構成は、 図2に示されている。PLOTカラムの使用は、液体、粗試料を注入する際に必須のバックフラッシュさせます。バックフラッシュの間に、列が加熱され、ガスの流れはカラムから炭化水素を除去し、その後の注射25〜27の間、PLOTカラムへの移動を防止する、入口を逆転させました。バックフラッシュのプロセスは、GCの注入口ライナ...
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
著者らは開示するものは何もない。
著者は、カナダ政府の省庁間エネルギー研究開発プログラム、PERD 113、よりクリーンな空気のための石油変換からの支援に感謝したいと思います。N.E.Hは、彼女のカナダ自然科学工学研究評議会の客員研究員に感謝したいと思います。
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| ディーンズスイッチ | Agilent | G2855A | または同等の流量スイッチングデバイス |
| リストリクターチューブ | Agilent | 160-2615-10 | 溶融シリカ、不活性化、180 & マイクロ;m |
| HP-PONA カラム | Agilent | 19091S-001 | |
| GasPro カラム | Agilent | 113-4332 | |
| 硫黄化学発光検出器、355 | Agilent/Sievers | G6603A | |
| H2S 校正標準、He | Air Liquide | カスタム オーダー | 211 ppm H2S |
| CS2 | フィッシャーサイエンティフィック | C184-500 | |
| トルエン、HPLCグレード | フィッシャーサイエンティフィック | T290-4 | |
| ガスバッグ、2 L | 校正済み機器株式会社 | GSB-P/2 | ツイストオン/オフノズル |
| 250 & マイクロ;l ガス タイト シリンジ | ハミルトン | 81130 | |
| 500 ml 琥珀色のガラス ビン | 科学専門 | N73616 | |
| オープントップ スクリュー キャップ | 科学専門 | 169628 | |
| テグラボンド スクリュー キャップ用 | クロマトグラフィー専門 | C889125C | 25 mm、10/90 MIL |
| 1 ml ガス タイト シリンジ | ハミルトン | 81330 | |
| 2.5% H2S in He gas standard | エア・リキード | カスタムオーダー |
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。