یک GC برای آنالیز کامل LPG

چرا آنالیز کامل LPG به چند مسیر تحلیلی نیاز دارد؟

در یک نمونه LPG ممکن است آزمایشگاه نیاز داشته باشد سه گروه اصلی را بررسی کند:

1. Hydrocarbon Composition

شامل ترکیباتی مانند:

• C₁ تا C₁₀
• Hydrocarbon Distribution
• Light and Heavy Hydrocarbons

2. Permanent Gases

مانند:

• H₂
• O₂
• N₂
• CO
• CO₂
• CH₄

3. Sulphur Components

مانند:

• H₂S
• COS
• Methyl Mercaptan
• Ethyl Mercaptan
• سایر  Mercaptan ها

مشکل اصلی این است که شرایط بهینه برای اندازه‌گیری این سه گروه یکسان نیست.

به همین دلیل در یک LPG Analyser ممکن است از ترکیب مختلفی از Detectorها استفاده شود:

Multi-Channel LPG Analyser چگونه کار می‌کند؟

یک Configuration مفهومی می‌تواند شامل مسیرهای زیر باشد:

تصویر شماتیک دستگاه

البته Configuration واقعی بر اساس موارد زیر تعیین می‌شود:

• Component List
• Concentration Range
• Detection Limit
• Standard methods
• Sample Condition

GAS امکان توسعه LPG Analyser تا چند Channel را دارد و روش‌های مختلف تحلیلی را می‌توان در یک Base Unit ترکیب کرد.

نقش Sample Introduction در آنالیز LPG

یکی از مهم‌ترین بخش‌های LPG Analysis، نحوه ورود نمونه به GC است.

Liquid Injection یا Gas Injection؟

انتخاب روش تزریق به هدف آنالیز بستگی دارد.

Gas Injection

برای برخی کاربردها مانند  Permanent Gas Analysis، نمونه LPG می‌تواند ابتدا Vaporize شده و سپس از طریق GSV  وارد سیستم شود.

Liquid Injection

در زمانی که ترکیبات هیدروکربنی سنگین‌تر اهمیت دارند، استفاده از Liquid Sampling Valve (LSV) می‌تواند اهمیت داشته باشد؛ زیرا Vaporisation ممکن است باعث شود ترکیبات سنگین‌تر به‌صورت کامل نماینده نمونه اصلی نباشند.

کمپانی GAS برای نمونه هایی با ترکیبات C₁ –C₅ تزریق بصورت گاز و استفاده از Vaporizer را جهت حصول نتایج بهتر توصیه می کند، در حالیکه اگر نمونه حاوی ترکیبات C₆ و بالاتر باشد و اندازه گیری این ترکیبات دارای اهمیت باشد، تزریق نمونه بصورت مایع و تحت فشار مشابه با سیلندر نمونه برداری و استفاده از Sample Securitize و LSV را پیشنهاد می دهد.

Permanent Gas Analysis در LPG

اندازه‌گیری Permanent Gasها در یک Matrix غنی از Hydrocarbon یک چالش مهم است.

GAS برای اندازه‌گیری ترکیباتی مانند H₂، O₂، N₂، CO و CH₄ از TCD و در سطوح بسیار پایین از PDD استفاده می‌کند.

در یک Application منتشرشده توسط GAS:

• نمونه LPG ابتدا Vaporize می‌شود.
• سپس توسط GSV وارد سیستم می‌شود.
• Matrix  سنگین LPG از مسیر تحلیلی خارج می‌شود.

این کار باعث می‌شود Permanent Gasها بدون تداخل Hydrocarbon Matrix اندازه‌گیری شوند.

دیاگرام فوق مربوط به آنالیز Permanent gas ها به تنهایی است. بدیهی است در یک آنالایزر تخصصی، برای آنالیز همزمان ترکیبات، نحوه چیدمان و ترتیب valve ها و ورود و خروج نمونه متفاوت خواهد بود.

Sulphur Components و Mercaptans در LPG

اندازه‌گیری ترکیبات گوگردی یکی از حساس‌ترین Applicationهای LPG است.

ترکیبات هدف می‌توانند شامل موارد زیر باشند:

• H₂S
• COS
• Methyl Mercaptan
• Ethyl Mercaptan
• Thiophene
• سایر Sulphur Compounds

GAS برای Trace Sulphur Analysis از Detectorهایی مانند:

• PFPD
• FPD
• SCD
• MS

استفاده می‌کند.

اما Detector تنها عامل تعیین‌کننده نیست.

اهمیت Sample Pathیا مسیر عبور نمونه

ترکیبات گوگردی می‌توانند روی سطوح فعال مسیر نمونه جذب شوند و باعث:

• کاهش Response
• تغییر شکل پیک
• خطا در تعیین مقدار

شوند.

به همین دلیل در برخی Applicationهای Trace Sulphur از مسیرهای Sample Deactivated مانند Sulfinert  استفاده می‌شود.

با آنالیز تمامی ترکیبات سولفوره، نه تنها برآورد صحیح تری نسبت به میزان Total Sulfur (سولفور کل) در نمونه خواهیم داشت، بلکه نسبت به میزان هرکدام از ترکیبات نیز دید واقعی تری خواهیم داشت.

آیا همه این آنالیزها می‌توانند در یک دستگاه انجام شوند؟

بله، اما با یک شرط:

Configuration باید بر اساس Application طراحی شود.

یک LPG Analyser می‌تواند شامل ترکیبی از:

• Hydrocarbon Channel
• Permanent Gas Channel
• Sulphur Channel

باشد.

اما Configuration نهایی به موارد زیر وابسته است:

• Target Components
• Concentration Range
• Detection Limit
• Standard Methods
• Sample Type
• Analysis Time

از نیاز تحلیلی تا  Analyser Configuration

فرآیند مهندسی GAS:

طرح شماتیک طراحی آنالایزر

این همان فلسفه اصلی GAS است:

The Application Defines the Analyser — Not the Other Way Around.

یک GC Analyser می‌تواند Hydrocarbon Composition، Permanent Gases و Sulphur Components مانند Mercaptans را در LPG پوشش دهد؛ اما این کار با یک GC عمومی و Configuration ثابت انجام نمی‌شود.

برای دستیابی به نتایج دقیق، باید موارد زیر متناسب با Application طراحی شوند:

• Sample Introduction
• Columns
• Valves
• Detectors
• Analytical Channels

تفاوت اصلی بین یک GC عمومی و یک Application-Specific GC Analyser در همین نقطه است:

مسیر حرفه ای برای تعیین مشخصات و الزامات آنالایزر مورد نیاز برای هر آزمایشگاه که دارای حداکثر انطباق با نیازهای فنی آزمایشگاه باشد، بصورت زیر خواهد بود:

کمپانی GAS فرمتی مشابه فرم زیر را جهت دریافت اطلاعات برای طراحی آنالایزر مورد نیاز هر آزمایشگاه در نظر گرفته است تا اطلاعات مورد نیاز بصورت تجمیع شده در اختیار تیم فنی طراح دستگاه قرارگیرد. نتیجه این فرآیند ارائه Application Guarantee برای کاربرد مورد نظر است که دغدغه ها و ریسک آزمایشگاه را در زمان سفارش گذاری دستگاه GC به حداقل می رساند

آیا برای LPG Application خود نیاز به بررسی Configuration مناسب دارید؟

اطلاعات Sample، Component List  و نیاز تحلیلی خود را با تیم فنی چیره صنعت مطرح کنید تا بر اساس Application، Configuration  مناسب Analyser بررسی شود.